Ртуть: внешний вид и физические свойства¶
Ртуть (Hg, латинское hydrargyrum, от др.-греч. ὕδωρ — «вода» и ἄργυρος — «серебро») — химический элемент 12-й группы периодической таблицы, шестого периода, с атомным номером 80. Единственный металл, при обычных условиях представляющий собой жидкость. Ртуть выглядит как серебристо-белая, очень тяжёлая жидкость с металлическим блеском, легко скатывающаяся в подвижные шарики.
¶Внешний вид
Чистая ртуть при комнатной температуре — это текучая жидкость ярко-серебристого цвета с сильным металлическим блеском. Поверхность ртути хорошо отражает свет, поэтому капли выглядят почти зеркальными. Цвет металла обусловлен строением электронной оболочки: переходные электроны слабо участвуют в образовании кристаллической решётки, а свободные электроны отражают видимый свет.
При осторожном переливании ртуть образует шарики правильной сферической формы — это связано с очень высоким поверхностным натяжением (около 485 мН/м при 20 °C, что примерно вдвое выше, чем у воды). Шарики ртути легко катятся по гладким поверхностям и не смачивают стекло, металл и большинство других материалов. На стекле они остаются в виде отдельных блестящих капель, не растекаясь.
¶Физические свойства
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Атомная масса | 200,59 а. е. м. |
| Плотность (жидкость, 20 °C) | 13,534 г/см³ |
| Плотность (твёрдое тело) | 14,193 г/см³ |
| Температура плавления | −38,83 °C |
| Температура кипения | 356,73 °C |
| Поверхностное натяжение (20 °C) | ≈ 485 мН/м |
| Цвет | серебристо-белый |
Ртуть — тяжёлый металл: её плотность более чем в 13 раз превышает плотность воды. Небольшой кусочек твёрдой ртути (при температуре ниже −38,83 °C) выглядит как серебристый металл с гладкой, слегка матовой поверхностью. Твёрдая ртуть плавится при лёгком нагреве в ладони или от тепла пальца.
¶Удельные визуальные признаки
Ртуть легко отличить от других жидкостей по совокупности признаков:
- Высокая плотность. Капля ртути весит заметно больше, чем равный объём воды или металла-растворителя.
- Сферическая форма капель. Ртуть не смачивает большинство поверхностей и собирается в идеальные шарики.
- Металлический блеск. Поверхность отражает свет как полированное серебро.
- Подвижность. Шарики ртути легко катятся, не оставляя мокрого следа, в отличие от воды.
- Испарение. При комнатной температуре ртуть медленно испаряется, образуя невидимые пары, обладающие сильной токсичностью.
¶Токсичность и меры предосторожности
Пары ртути и её соединения ядовиты. При комнатной температуре давление паров ртути достигает значений, при которых концентрация паров в закрытом помещении может превысить предельно допустимую концентрацию. Симптомы отравления включают головную боль, тошноту, тремор, расстройства сна и памяти.
При контакте с ртутью необходимо:
- исключить попадание капель на кожу и слизистые оболочки;
- не вдыхать пары, работать в хорошо проветриваемом помещении;
- не подвергать ртуть нагреванию;
- собирать разлитую ртуть механическими средствами (специальными наборами, ватными шариками, скрученной медной проволокой), не используя пылесос.
Разбитый ртутный термометр — распространённый источник бытового загрязнения. Капли ртути легко скатываются в труднодоступные щели и продолжают испаряться. В России действуют нормативы предельно допустимых концентраций паров ртути в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населённых мест.
¶Применение
Благодаря жидкому состоянию при комнатной температуре и высокой электропроводности ртуть исторически применялась в приборах для измерения давления (барометры, манометры), температуры (ртутные термометры), а также в электрических выключателях, реле и газоразрядных лампах. В России производство и использование ртути регулируется экологическим законодательством; многие традиционные применения постепенно сокращаются из-за токсичности металла.
¶Происхождение названия
Латинское название hydrargyrum буквально означает «жидкое серебро» — отражение внешнего вида металла. Русское название «ртуть» восходит к древнерусскому «рьтуть», происхождение которого связывают с корнем, означающим «мерцать» или «блестеть».
¶Исторические сведения
Ртуть известна с древности: её находили в виде самородной руды (киновари, сернистая ртуть HgS) в Египте, Китае и Индии. Алхимики средневековья активно использовали ртуть в своих опытах, считая её ключом к созданию философского камня. В 1774 году французский химик Антуан Лавуазье установил, что ртуть является химическим элементом.
¶Источники
- Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева
- Справочник химика: свойства элементов и их соединений
- ГОСТ и санитарные нормы содержания ртути в воздухе
- Энциклопедические статьи о ртути и её соединениях
