جیوه

Mercury

عمومی   نام, علامت اختصاری, شماره Mercury, Hg, 80 گروه شیمیایی فلز انتقالی گروه, تناوب, بلوک 12 (IIB), 6 , d جرم حجمی, سختی 13579.04 kg/m3, 1.5 رنگ سفید نقره ای

خواص  اتمی           وزن اتمی 200.59 amu شعاع اتمی (calc.) 150 (171) pm شعاع کووالانسی 149 pm شعاع واندروالس 155 pm ساختار الکترونی Xe]4f14 5d10 6s2] -e بازای هر سطح انرژی 2, 8, 18, 32, 18, 2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 2, 1 (باز ملایم) ساختار کریستالی رومبوهدرال

خواص  فیزیکی       حالت ماده مایع (مغناطیسی) نقطه ذوب 234.32 K (-37.89 °F) نقطه جوش 629.88 K (674.11 °F) حجم مولی  ש»10-6 * 14.09««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 59.229 kJ/mol گرمای هم جوشی 2.295 kJ/mol فشار بخار 0.0002 Pa at 234 K سرعت صوت 1407 m/s at 293.15 K

متفرقه       الکترونگاتیویته 2.00 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 140 J/(kg*K) رسانائی الکتریکی 1.04 106/m اهم رسانائی گرمایی 8.34 W/(m*K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 1007.1 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1810 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 3300 kJ/mol

پایدارترین  ایزوتوپها         iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 194Hg {syn.} 444 y ε 0.040 194Au 196Hg 0.15% Hgبا116نوترون پایدار است 198Hg 9.97% Hg با 118 نوترون پایدار است 199Hg 16.87% Hg با 119 نوترون پایدار است 200Hg 23.1% Hg با 120 نوترون پایدار است 201Hg 13.18% Hg با 121 نوترون پایدار است 202Hg 29.86% Hg با 122 نوترون پایدار است 204Hg 6.87% Hg با 124 نوترون پایدار است واحدهایSI & STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.

 

جیوه که آنرا سیماب (quicksilver) هم می نامند عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Hg و عدد اتمی 80 می باشد. جیوه که فلزی سبک ، نقره ای ، سمی و جزء عناصر واسطه است ، یکی از دو عنصری می باشد که در دماهای معمولی اتاق حالت مایع دارند (فلز دیگر برم است) و در دماسنجها ، فشارسنجها و سایر وسایل علمی کاربرد دارد. جیوه عمدتاً بوسیله کاهش از ماده معدنی cinnabar( سولفور جیوه) بدست می آید.

خصوصیات  قابل توجه

جیوه فلزی سنگین ، نقره ای رنگ ، یک ظرفیتی یا دو ظرفیتی است که هادی ضعیفی برای گرما اما هادی مناسبی برای الکتریسیته می باشد و تنها فلزی است که در دمای اتاق به حالت مایع است ( مایعی مات و درخشان). جیوه به راحتی و تقریباً با تمامی فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می سازد (بجز آهن) که به هر کدام از این آلیاژها ملغمه (amalgam ) می گویند. نقطه انجماد جیوه 40- درجه سلسیوس معادل 40- درجه فارنهایت می باشد. این تنها دمایی است که در هر دو مقیاس برابر است. همچنین این عنصر دارای انبساط حرارتی حجمی ثابتی می باشد ، واکنش پذیری آن نسبت به روی و کادمیم کمتراست و جایگزین هیدروژن اسیدها نمی شود. حالتهای عادی اکسیداسیون این عنصر عبارتند از: mercurous یا 1+ و mercuric یا 2+. نمونه های بسیار نادری هم از ترکیبات جیوه 3+ وجود دارد.

 

کاربردهـــــــــا

بیشترین کاربرد جیوه در ساخت مواد شیمیایی صنعتی و کاربردهای برقی و الکترونیکی است. علاوه بر اینها از جیوه در دماسنجها بخصوص برای حرارتهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. سایر کاربردهای آن عبارتند از: چون به آسانی با طلا تولید آمالگام می کند، برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می گیرد. از جیوه علاوه بر دماسنجها در فشارسنجها، پمپهای انتشار و بسیاری وسایل آزمایشگاهی دیگراستفاده می گردد. نقطه سه گانه جیوه – 8344/38- درجه سانتیگراد – نقطه ثابتی است که به عنوان معیار در مقیاسهای بین المللی حرارتی ( ITS-90) به کار رفته است. از جیوه گازی در لامپهای بخار جیوه و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می شود. کاربردهای متنوع جیوه : سویچهای جیوه ای ، حشره کشها، آمالگامها/ داروهای دندان ، باتریهای جیوه ای برای تولید هیدروکسید سدیم و کلر، الکترود در برخی انواع الکترولیز، باتریها (پیلهای جیوه ای) و کاتالیزورها.

 

تاریخچه

جیوه را چینیان و هندیهای باستان شناخته بودند و در گورهای متعلق به s1500 قبل از میلاد یافت شده اند. تا سال 500 قبل از میلاد از جیوه به همراه مواد دیگر برای ساخت آمالگامها استفاده می شد. یونانیان باستان از این فلز سمی در پمادها و رومیان از آن در لوازم آرایشی استفاده می کردند. کیمیاگران تصور می کردند تمامی مواد از این ماده ساخته شده اند همچنین می پنداشتند در صورتیکه جیوه سخت شود به طلا تبدیل خواهد شد. در قرن 18 و قرن 19 از نیترات جیوه برای کندن موی حیوانات جهت ساختن کلاههای نمدی استفاده می کردند. این مسئله موجب بروز آسیبهای مغزی در بین کلاهدوزان شد که گفته می شود عبارت: " دیوانه مثل یک کلاهدوز" و شهرت Mad hatter آلیس در سرزمین عجایب از آنجا آمده است. کیمیاگران نام خدای رومیان Mercury را برای این عنصر درنظر گرفتند. نماد جیوه Hg ،از واژه hydrargyrum که لاتینی شده کلمه یونانی hydrargyros می باشد برگرفته شده که ریشه های یونانی این واژه مرکب به معنی " آب " و" نقره " بود. جیوه یکی از معدود عناصری است که دارای یک نماد کیمیاگری است.

 

پیدایش

جیوه که عنصری کمیاب در پوسته زمین است یا در کانیهای محلی ( کمیاب) و یا درcinnabar, corderoite, livingstonite و دیگر مواد معدنی یافت می شود که cannibar ) HgS) فراوان ترین سنگ معدن جیوه می باشد. تقریبـاً 50% جیوه مورد نیاز جهان از اسپانیا و ایتالیا و بیشتر 50% بقیه از یوگسلاوی ، روسیه و شمال آمریکا تامین می شود. این فلز را با روش گرم کردن cannibar در جریان هوا و تغلیظ بخار آن استخراج می کنند.

 

ترکیبات

مهمترین نمکهای آن عبارتند از : کلرید جیوه – که بسیار خورنده ، پالایش شده و به شدت سمی است. کلرید mercurous – کالومل بوده و هنوز هم گاهی اوقات در پزشکی کاربرد دارد. فولمینات جیوه – یک چاشنی که در مواد انفجاری کاربرد وسیعی دارد. سولفید جیوه – از آن در ساخت شنگرف - رنگدانه مرغوبی برای رنگسازی - استفاده می شود. ترکیبات آلی جیوه نیز مهم هستند. مطالعات آزمایشگاهی ثابت کرده که تخلیه الکتریکی موجب می شود تا گازهای نجیب نئون ، آرگون ، کریپتون و زنون با بخار جیوه ترکیب گردند. محصولات تولید شده از طریق این ترکیب توســط نیــــروی هـــــای van der waals در کنار هم قرار گرفته و نتیجه آن HgNe,HgKr,HgAr و HgXe است. Methyl mercury ترکیب خطرناکی است که به مقدار فراوان در آبها و جریانات آبی به عنوان عامل آلوده کننده دیده می شود.

 

ایزوتوپها

برای جیوه هفت ایزوتوپ پایدار وجود دارد که فراوان ترین آنها Hg-202 است (فراوانی طبیعی 86/26%) . پایدار ترین ایزوتوپهای پرتوزاد آن Hg-194 با نیمه عمر 444 سال و Hg-203 با نیمه عمر 612/46 روز هستند. بیشتر مابقی ایزوتوپهای پرتوزاد آن نیمه عمر کمتر از یک روز دارند.

 

هشدارها

جیوه در هر دو حالت گازی و مایع به شدت سمی است. اگراین فلز سنگین و سمی خورده شود منجر به ضایعات مغزی و کبدی می شود. به همین علت امروزه در دماسنجهایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده اند از الکل رنگیزه دار استفاده می شود ؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است. هنوز هم در بسیاری از دماسنجهای پزشکی به علت دقت بالای جیوه ازاین عنصر استفاده می گردد. هنگام استفاده از این دماسنجها باید توجه زیادی نمود تا گاز گرفته نشوند. واحد تجاری برای کار با جیوه "flask " است که وزن آن معادل Ib76 می باشد. جیوه ماده سمی زیست باره ای بسیار خطرناکی است که به آسانی از طریق بافتهای پوستی ، تنفسی و گوارشی جذب می شود. یکی از موارد مسمومیت با جیوه به حساب می آید. جیوه سیستم عصبی مرکزی را مورد تهاجم قرار داده و تاثیرات بسیار بدی روی دهان ، لثه و دندان می گذارد. تماس با مقدار زیاد جیوه و در مدت طولانی باعث آسیبهای مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخار جیوه اشباع شده باشد به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است ( خطر در دماهای بالاتر افزایش می یابد). بنابراین با این عنصر باید در نهایت دقت رفتار شود. لازم است ظروف جیوه بصورت مطمئن پوشیده شوند تا از سررفتن یا تبخیر آن جلوگیری شود. حرارت دادن جیوه یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکشهای مناسب و قوی انجام شود ؛ بعضی اکسیدهای آن می توانند به جیوه عنصری تجزیه شوند که سریعاً تبخیر شده و ممکن است دیده نشوند.