ปรอท (ธาตุ)

ดาวพุธเป็นธาตุเคมีที่มีสัญลักษณ์ ปรอทและเลขอะตอม 80 เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นปรอทและเป็นชื่อเดิมhydrargyrum ( / เอชd R ɑːr ər ə เมตร / เชียDRAR -jər-əm ) [4]หนัก , สีเงินd บล็อกองค์ประกอบปรอทเป็นเพียงส่วนประกอบที่เป็นโลหะที่เป็นของเหลวที่ภาวะมาตรฐาน; เพียงองค์ประกอบอื่น ๆ ที่เป็นของเหลวภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เป็นฮาโลเจน โบรมีนแม้ว่าโลหะเช่นซีเซียม , แกลเลียมและรูบิเดียมละลายเหนืออุณหภูมิห้อง

ปรอท  80 Hg
เทปรอทเหลว bionerd.jpg
ปรอท
ลักษณะของเหลวมันวาวสีเงิน
น้ำหนักอะตอมมาตรฐานA r, std (Hg) 200.592 (3) [1]
ปรอทในตารางธาตุ
ไฮโดรเจน ฮีเลียม
ลิเธียม เบริลเลียม โบรอน คาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน นีออน
โซเดียม แมกนีเซียม อลูมิเนียม ซิลิคอน ฟอสฟอรัส กำมะถัน คลอรีน อาร์กอน
โพแทสเซียม แคลเซียม Scandium ไทเทเนียม วานาเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี แกลเลียม เจอร์เมเนียม สารหนู ซีลีเนียม โบรมีน คริปทอน
รูบิเดียม สตรอนเทียม อิตเทรียม เซอร์โคเนียม ไนโอเบียม โมลิบดีนัม Technetium รูทีเนียม โรเดียม แพลเลเดียม เงิน แคดเมียม อินเดียม ดีบุก พลวง เทลลูเรียม ไอโอดีน ซีนอน
ซีเซียม แบเรียม แลนทานัม ซีเรียม พราโซไดเมียม นีโอดิเมียม โพรมีเทียม ซาแมเรียม ยูโรเปี้ยม แกโดลิเนียม เทอร์เบียม ดิสโพรเซียม โฮลเมียม เออร์เบียม ทูเลี่ยม อิตเทอร์เบียม ลูเทเทียม แฮฟเนียม แทนทาลัม ทังสเตน รีเนียม ออสเมียม อิริเดียม แพลตตินั่ม ทอง ปรอท (ธาตุ) แทลเลียม ตะกั่ว บิสมัท พอโลเนียม แอสทาทีน เรดอน
แฟรนเซียม เรเดียม แอกทิเนียม ทอเรียม Protactinium ยูเรเนียม เนปจูน พลูโตเนียม อเมริเนียม คูเรียม เบอร์คีเลียม แคลิฟอร์เนียม ไอน์สไตเนียม เฟอร์เมียม Mendelevium โนบีเลียม Lawrencium รัทเทอร์ฟอร์ด Dubnium ซีบอร์เกียม Bohrium ฮัสเซียม Meitnerium ดาร์มสตัดเทียม เรินต์เกเนียม โคเปอร์นิเซียม ไนโฮเนียม เฟลโรเวียม มอสโคเวียม ลิเวอร์โมเรียม Tennessine Oganesson
Cd

Hg

Cn
ทองปรอทแทลเลียม
เลขอะตอม ( Z )80
กลุ่มกลุ่มที่ 12
ระยะเวลาช่วงที่ 6
บล็อก  d- บล็อก
การกำหนดค่าอิเล็กตรอน[ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2
อิเล็กตรอนต่อเปลือก2, 8, 18, 32, 18, 2
คุณสมบัติทางกายภาพ
เฟสที่  STPของเหลว
จุดหลอมเหลว234.3210  K (−38.8290 ° C, −37.8922 ° F)
จุดเดือด629.88 K (356.73 ° C, 674.11 ° F)
ความหนาแน่น (ใกล้  rt )13.534 ก. / ซม. 3
จุดสาม234.3156 K, 1.65 × 10 −7  kPa
จุดวิกฤต1750 K, 172.00 MPa
ความร้อนของฟิวชั่น2.29  กิโลจูล / โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ59.11 กิโลจูล / โมล
ความจุความร้อนกราม27.983 J / (โมล· K)
ความดันไอ
P  (ป่า) 1 10 100 1 ก 10 ก 100 พัน
ที่  T  (K) 315 350 393 449 523 629
คุณสมบัติของอะตอม
สถานะออกซิเดชัน−2, +1 , +2 ( ออกไซด์พื้นฐานเล็กน้อย)
อิเล็กโทรเนกาติวิตีขนาด Pauling: 2.00
พลังงานไอออไนเซชัน
  • ที่ 1: 1007.1 kJ / mol
  • 2nd: 1810 กิโลจูล / โมล
  • ที่ 3: 3300 kJ / mol
รัศมีอะตอมเชิงประจักษ์: 151 
รัศมีโควาเลนต์132 ± 5 น
Van der Waals รัศมี155 น
คุณสมบัติอื่น ๆ
เกิดขึ้นตามธรรมชาติดึกดำบรรพ์
โครงสร้างคริสตัลรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
โครงสร้างผลึกรูปทรงกลมสำหรับปรอท
ความเร็วของเสียงของเหลว: 1451.4 m / s (ที่ 20 ° C)
การขยายตัวทางความร้อน60.4 µm / (m⋅K) (ที่ 25 ° C)
การนำความร้อน8.30 W / (m⋅K)
ความต้านทานไฟฟ้า961 nΩ⋅m (ที่ 25 ° C)
การสั่งซื้อแม่เหล็กไดอะแมกเนติก[2]
ความไวต่อแม่เหล็กกราม−33.44 × 10 −6  ซม. 3 / โมล (293 K) [3]
หมายเลข CAS7439-97-6
ประวัติศาสตร์
การค้นพบชาวอียิปต์โบราณ(ก่อนคริสตศักราช 1500 )
ไอโซโทปหลักของปรอท
ไอโซโทป ความอุดมสมบูรณ์ ครึ่งชีวิต( t 1/2 ) โหมดสลายตัว สินค้า
194ปรอทSyn 444 ปี ε 194 Au
195ปรอทSyn 9.9 ชม ε 195 Au
196ปรอท0.15% มั่นคง
197ปรอทSyn 64.14 ชั่วโมง ε 197 Au
198ปรอท10.04% มั่นคง
199ปรอท16.94% มั่นคง
200ปรอท23.14% มั่นคง
201ปรอท13.17% มั่นคง
202ปรอท29.74% มั่นคง
203ปรอทSyn 46.612 ง β -203 Tl
204ปรอท6.82% มั่นคง
ประเภท หมวดหมู่: ปรอท (ธาตุ)
| การอ้างอิง

สารปรอทเกิดขึ้นในแหล่งเงินฝากทั่วโลกส่วนใหญ่เป็นชาด ( เมอร์คิวริกซัลไฟด์ ) เม็ดสีแดงได้มาจากการบดซินนาบาร์ธรรมชาติหรือเมอร์คิวริกซัลไฟด์สังเคราะห์

เมอร์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ , บารอมิเตอร์ , manometers , sphygmomanometers , วาล์วลอย , สวิทช์ปรอท , รีเลย์ปรอท , หลอดและอุปกรณ์อื่น ๆ แต่ความกังวลเกี่ยวกับความเป็นพิษขององค์ประกอบได้นำไปสู่ปรอทวัดอุณหภูมิและ sphygmomanometers ถูกแบ่งส่วนใหญ่ออกมาในสภาพแวดล้อมทางคลินิกในความโปรดปรานของ ทางเลือกอื่นเช่นเครื่องวัดอุณหภูมิแก้วบรรจุแอลกอฮอล์หรือกาลินสถานและเทอร์มิสเตอร์หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้อินฟราเรด ในทำนองเดียวกันมาตรวัดความดันเชิงกลและเซ็นเซอร์มาตรวัดความเครียดแบบอิเล็กทรอนิกส์ได้เข้ามาแทนที่เครื่องวัดความดันปรอท

สารปรอทยังคงถูกใช้ในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และในอมัลกัมสำหรับการบูรณะฟันในบางพื้นที่ นอกจากนี้ยังใช้ในแสงไฟนีออน กระแสไฟฟ้าที่ผ่านไอปรอทในหลอดฟลูออเรสเซนต์จะทำให้เกิดแสงอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้นซึ่งจะทำให้สารเรืองแสงในหลอดเรืองแสงทำให้มองเห็นแสงได้

พิษของสารปรอทอาจเกิดจากการสัมผัสกับปรอทในรูปแบบที่ละลายน้ำได้ (เช่นเมอร์คิวริกคลอไรด์หรือเมธิลเมอร์คิวรี่ ) โดยการสูดดมไอปรอทหรือโดยการกินปรอทในรูปแบบใดก็ได้

คุณสมบัติทางกายภาพ

ปอนด์เหรียญ (ความหนาแน่น ~ 7.6 กรัม / ซม. 3 ) ลอยอยู่ในปรอทเนื่องจากการรวมกันของ แรงลอยตัวและ แรงตึงผิว

ปรอทเป็นโลหะเหลวสีเงินสีขาวที่มีน้ำหนักมาก เมื่อเทียบกับโลหะอื่น ๆ มันเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี แต่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ยุติธรรม [5]

แต่ก็มีจุดเยือกแข็งของ -38.83 ° C และจุดเดือดของ 356.73 ° C, [6] [7] [8]ทั้งต่ำสุดของโลหะที่มีเสถียรภาพใด ๆ แม้ว่าการทดลองเบื้องต้นเกี่ยวกับโคเปอร์นิเซียมและฟลีโรเวียมได้ชี้ให้เห็นว่าพวกเขามีแม้แต่น้อย จุดเดือด (โคเปอร์นิเซียมเป็นองค์ประกอบที่อยู่ต่ำกว่าปรอทในตารางธาตุตามแนวโน้มของการลดจุดเดือดลงกลุ่ม 12) [9]เมื่อแข็งตัวปริมาตรของปรอทจะลดลง 3.59% และความหนาแน่นจะเปลี่ยนจาก 13.69 g / cm 3เมื่อของเหลวเป็น 14.184 g / cm 3เมื่อเป็นของแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายปริมาตรคือ 181.59 × 10 −6ที่ 0 ° C, 181.71 × 10 −6ที่ 20 ° C และ 182.50 × 10 −6ที่ 100 ° C (ต่อ° C) ปรอทที่เป็นของแข็งมีความอ่อนตัวและเหนียวและสามารถตัดด้วยมีดได้ [10]

คำอธิบายที่สมบูรณ์เกี่ยวกับความผันผวนอย่างรุนแรงของปรอทเจาะลึกลงไปในขอบเขตของฟิสิกส์ควอนตัมแต่สามารถสรุปได้ดังนี้: ปรอทมีโครงร่างของอิเล็กตรอนที่ไม่ซ้ำกันซึ่งอิเล็กตรอนจะเติมเต็ม 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s ที่มีอยู่ทั้งหมด , 4P, 4d, 4F, 5s, 5p, 5d และ 6s subshells เนื่องจากโครงร่างนี้ต่อต้านการกำจัดอิเล็กตรอนอย่างมากปรอทจึงทำงานคล้ายกับก๊าซมีตระกูลซึ่งก่อตัวเป็นพันธะที่อ่อนแอและละลายที่อุณหภูมิต่ำ

ความเสถียรของเปลือก 6s เกิดจากการมีเปลือก 4f ที่เติมเต็ม เปลือก f คัดกรองประจุนิวเคลียร์ได้ไม่ดีซึ่งจะเพิ่มปฏิสัมพันธ์ของคูลอมบ์ที่น่าดึงดูดของเปลือก 6s และนิวเคลียส (ดูการหดตัวของแลนทาไนด์ ) การไม่มีเปลือก f ด้านในที่เติมเต็มเป็นสาเหตุของอุณหภูมิการหลอมละลายของแคดเมียมและสังกะสีที่ค่อนข้างสูงขึ้นแม้ว่าโลหะทั้งสองชนิดนี้จะยังคงละลายได้ง่ายและนอกจากนี้ยังมีจุดเดือดต่ำผิดปกติ [6] [7]

คุณสมบัติทางเคมี

ปรอทไม่ทำปฏิกิริยากับกรดมากที่สุดเช่นเจือจางกรดซัลฟูริกแม้จะออกซิไดซ์กรดเช่นกรดซัลฟูริกเข้มข้นและกรดไนตริกหรือน้ำ regiaละลายมันเพื่อให้ซัลเฟต , ไนเตรตและคลอไรด์ เช่นเงินปรอททำปฏิกิริยากับบรรยากาศไฮโดรเจนซัลไฟด์ ปรอททำปฏิกิริยากับเกล็ดกำมะถันที่เป็นของแข็งซึ่งใช้ในชุดปรอทรั่วไหลเพื่อดูดซับปรอท (ชุดรั่วไหลใช้ถ่านกัมมันต์และสังกะสีผงด้วย) [11]

อมัลกัมส์

หลอดไฟสอบเทียบสเปกตรัมการปลดปล่อยสารปรอท

ปรอทละลายโลหะหลายชนิดเช่นทองและเงินเพื่อสร้างอะมัลกัเหล็กเป็นข้อยกเว้นและกระติกเหล็กมักใช้เพื่อแลกเปลี่ยนปรอท อื่น ๆ อีกหลายโลหะแถวการเปลี่ยนแปลงครั้งแรกที่มีข้อยกเว้นของแมงกานีส , ทองแดงและสังกะสีนอกจากนี้ยังทนในการจัดตั้ง amalgams องค์ประกอบอื่น ๆ ที่ไม่ได้หาได้ง่ายในรูปแบบที่มีสารปรอท amalgams ได้แก่แพลทินัม [12] [13] โซเดียมอะมัลกัมเป็นสารรีดิวซ์ทั่วไปในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และยังใช้ในหลอดโซเดียมความดันสูง

ปรอทรวมกับอลูมิเนียมได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างอมัลกัมปรอท - อะลูมิเนียมเมื่อโลหะบริสุทธิ์ทั้งสองสัมผัสกัน เนื่องจากอมัลกัมทำลายชั้นอลูมิเนียมออกไซด์ซึ่งช่วยปกป้องอลูมิเนียมโลหะจากการออกซิไดซ์ในระดับลึก (เช่นเดียวกับการเกิดสนิมเหล็ก) แม้แต่ปรอทในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถกัดกร่อนอลูมิเนียมได้อย่างรุนแรง ด้วยเหตุนี้จึงไม่อนุญาตให้นำปรอทขึ้นเครื่องบินภายใต้สถานการณ์ส่วนใหญ่เนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะก่อตัวเป็นอมัลกัมที่มีชิ้นส่วนอะลูมิเนียมสัมผัสในเครื่องบิน [14]

การแตกตัวของปรอทเป็นประเภทของการเปราะบางของโลหะเหลวที่พบบ่อยที่สุด

ไอโซโทป

มีไอโซโทปที่เสถียรของปรอทเจ็ดไอโซโทปด้วย202
Hg
มีมากที่สุด (29.86%) ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือ194
Hg
มีอายุครึ่งชีวิต 444 ปีและ203
Hg
มีครึ่งชีวิต 46.612 วัน ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เหลือส่วนใหญ่มีครึ่งชีวิตที่น้อยกว่าหนึ่งวัน199
Hg
และ201
ปรอท
เป็นส่วนใหญ่มักจะศึกษาNMRนิวเคลียส -active มีสปินของ1 / 2และ 3 / 2ตามลำดับ [5]