汞与稀硫酸反应吗

汞是化学元素，元素周期表第80位。俗称水银。还有“白澒、姹女、澒、神胶、元水、铅精、流珠、元珠、赤汞、砂汞、灵液、活宝、子明”等别称。元素符号Hg，在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族，是常温常压下唯一以液态存在的金属（从严格的意义上说，镓（符号Ga,31号元素）和铯（符号Cs，55号元素）在室温下（29.76℃和28.44℃）也呈液态）。汞是银白色闪亮的重质液体，化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒（慢性）。汞使用的历史很悠久，用途很广泛。 [1] 在中世纪炼金术中与硫磺、盐共称炼金术神圣三元素。汞是自然生成的元素，见于空气、水和土壤中。

汞是一种剧毒非必需元素，广泛存在于各类环境介质和食物链（尤其是鱼类）中，其踪迹遍布全球各个角落。 [6]

世界汞矿资源量约70万吨，基础储量30万吨。拥有汞储量的主要国家及其基础储量有西班牙9万吨，意大利6.9万吨，中国8.14万吨，吉尔吉斯斯坦4.5万吨。世界汞矿床主要分布在特提斯—喜马拉雅构造带上。汞矿床主要类型为碳酸盐型，其次是碎屑岩型和岩浆岩型。其中碳酸盐型为最主要，占汞矿床的储量的90%。

汞矿产于下寒武统地层中，产出与富集严格受构造、岩石组合及围岩蚀变等综合控制。主矿体呈层状、似层状，亦有顺层透镜状的矿体产出，具明显的层控特征，属层控型矿床，被公认为中国最典型的"层状汞矿床"，对国内外汞的勘查与研究具有重要意义。矿石单一，以辰砂为主。产出以星点状、浸染状为主，次为脉状、条带状。矿石选冶性能良好。 [7]

迁移与转化

（一）汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化。

（二）汞迁移、转化的主要特点：

（1）汞是在生态系统中能完善循环的惟一重金属。汞排入水中后，通过食物链，受汞污染的水中的鱼体内甲基汞浓度可比水中高上万倍。

（2）汞循环显示复杂过程包括：颗粒物的迁移；干、湿物的沉降；火山挥发进入大气；入水沉积污泥中；在细菌作用下生成甲基汞；进入生物体；在生物体内累积。

（3）生物甲基化：在微生物的作用下，金属汞和二价离子汞等无机汞会转化成甲基汞和二甲基汞，这种转化称为汞的生物甲基化作用。

（4）甲基汞易被人体吸收，排出慢，而且毒性大。这是因为甲基汞易溶于脂类中；汞在体内不易分解，由于其分子结构中有碳-汞键不易切断；是高神经毒剂，多在脑部积累。 [8]

物理性质编辑

是在常温、常压下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59克/立方厘米。内聚力很强，在空气中稳定，常温下蒸发出汞蒸气，蒸气有剧毒。天然的汞是汞的七种同位素的混合物。汞微溶于水，在有空气存在时溶解度增大。汞在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢。

合金：汞容易与大部分普通金属形成合金，这些合金统称汞合金（或汞齐）。能与汞形成合金的金属包括金和银，但不包括铁，所以铁粉一直以来被用于置换汞。其他一些第一行的过渡金属难于形成合金，但不包括锰、铜和锌。其他不易与汞形成合金的元素有铂和其他一些金属。钠汞齐是有机合成中常用的还原剂，也被用于高压钠灯中。当汞和铝的纯金属接触时，它们易于形成铝汞齐，因为铝汞齐可以破坏防止继续氧化金属铝的氧化层（毛刷实验），所以即使很少量的汞也能严重腐蚀金属铝。出于这个原因，绝大多数情况下，汞不能被带上飞机，因为它很容易与飞机上暴露的铝质部件形成合金而造成危险。 [9]

液态：作为金属的汞，在常温下却离奇地以液态存在。相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释。与金相仿，汞的6s 轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性电子对”效应：汞的6s2壳层在成键过程中呈现惰性。可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能。按照一般周期规律能量间隔应随主量子数增加而减小。所以，由锌到镉能量间隔变小在预料之中，然而由镉到汞该能量间隔反而陡然增加。这里可以再次看到正是相对论收缩效应致使全满的6s2壳层安然稳定，于是汞的6s26p能量间隔骤增。只要得不到所需的激发能，具有惰性6s2壳层的汞原子之间就无法形成强键。基态Hg2仅靠范德华力相互维系，所以金属汞在常温下呈液态。 [9]

化学性质编辑

溶于硝酸和热浓硫酸，分别生成硝酸汞和硫酸汞，汞过量则出现亚汞盐。能溶解许多金属，形成合金，合金叫做汞齐。化合价为+1和+2。与银类似，汞也可以与空气中的硫化氢反应。汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+4价的汞化合物只有四氟化汞，而+3价的汞化合物不存在。

可以从物理性质最为明显的鉴别。

硫酸汞（化学式HgSO4，式量296.65），白色晶体，有毒。密度6.47g/cm。与少量水形成一水物。与大量水（特别是在加热情况下）分解形成碱式盐和硫酸。溶于酸，不溶于乙醇。用于制甘汞、升汞和蓄电池组，并用作乙炔水化成乙醛的催化剂等。由汞或氧化汞与硫酸作用而制得。 硫酸汞有剧毒，操作时应按规定要求佩戴防护器具。该物质对环境有危害，应特别注意对水体的污染。

硫酸（化学式：H₂SO₄）是一种具有高腐蚀性的强矿物酸，一般为透明至微黄色，在任何浓度下都能与水混溶并且放热。作为二元酸的硫酸在不同浓度下有不同的特性，其对不同物质，如金属、生物组织、甚至岩石等的腐蚀性，都归根于它的强酸性，以及它在高浓度下的强烈脱水性与氧化性。硫酸能对皮肉造成极大的伤害，它除了会透过酸性水解反应分解蛋白质及脂肪造成化学烧伤外，还会与碳水化合物发生脱水反应并造成二级火焰性灼伤，故在使用时，应做足安全措施。另外，硫酸也具潮解性，会吸取空气中的水蒸气。正因为硫酸有不同的特性，它也有不同的应用，如家用强酸通渠剂、铅酸蓄电池的电解质、肥料、炼油厂材料及化学合成剂等。硫酸被广泛生产，最常用的工业方法为接触法。

软酸、软碱对外层电子抓得松，硬酸、硬碱对外层电子抓得紧。例如，Cu+、Ag+、Au+、Pt2+、Pt4+ Hg2+等为软酸，CO、CN-、I- S2-等为软碱。H+、Li+、Na+、K+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Ti4+、Fe3+ Al3+ 等为硬酸，NH3、H2O、OH-、F- Cl- SO42- NO3- Ac- PO43-等为硬碱,Br-,SO32-,NO2-为交界碱，Cu2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Zn2+为交界酸

并提出经验的软硬酸碱规则：“硬亲硬，软亲软，软硬交界就不管”。意即硬酸与硬碱，软酸与软碱能形成稳定的化合物，反之，形成化合物较不稳定。

交界酸碱不论对象是软是硬都起反应，且稳定性差别不大。

S2-是软碱，Fe2+,Cu2+是交界酸，Hg2+是软酸，根据硬亲硬，软亲软原则，S2-与Hg2+亲和力更强，所以二者结合不需加热

软硬酸碱理论还可以解释物质的稳定性，比如HgCl4-的稳定性小于HgI4-，因为Hg2+是软酸，Cl-是硬碱，I-是软碱，根据硬亲硬，软亲软原则，HgI4-更稳定

以下是软酸硬酸理论详细介绍

1963年美国的R.G.皮尔逊在研究配合物稳定性的基础上把路易斯酸碱系统地划分为软、硬和交界三大类，提出了“硬亲硬，软亲软，硬软交界不分亲近”的规则，简称SHAB(Soft and Hard Acidsand Bases)原则。即，硬酸优先和硬碱结合成稳定的化合物，软酸优先和软碱结合成稳定的化合物，而软酸和硬碱、软碱和硬酸都不能生成稳定化合物，至于交界酸碱，不论对方是软或硬，所生成的酸碱配合物稳定性差别不大。

作为电子对接受体的路易斯酸中，受电子原子体积小，正电荷高，极化率低，电负性高，不易变形，即对外层电子吸引力很强的称为硬酸；反之，受电子原子体积大，正电荷低，极化率高，电负性低，易变形，即对外层电子吸引力弱的称为软酸；介于两者之间的为交界酸。作为电子对给予体的路易斯碱中，给电子原子极化率低，电负性高，难氧化，不易变形，即对外层电子吸引力强的称为硬碱；反之，给电子原子极化率高，电负性低，易氧化，易变形，即对外层电子吸引力弱的称为软碱，介于两者之间的称为交界碱

这个规则不但能说明多种化学现象，能解释不少过去不能解释的问题，而且还能预测某些反应的规律。主要有以下几方面：

①说明化合物稳定性H+为硬酸，HO+为软酸，F-为硬碱，I-为软碱，氟化氢是硬-硬结合，次碘酸HOI是软-软结合所以稳定；而碘化氢和次氟酸HOF都是软-硬匹配，因而稳定性差或不能稳定存在。酸碱双取代反应，总是以稳定的硬-硬和软-软加合物取代两个较不稳定的软硬不相匹配的酸碱加合物。自然界中硬金属镁、钙、锶、钡、铝等多与硬碱形成氧化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐等；而软金属铜、银、金、锌、铅、汞、钴、镍等则多与软碱S2-形成硫化物。

②说明溶解度相似相溶实质是硬溶质易溶于硬溶剂，软溶质易溶于软溶剂。硬-硬结合的离子型物质和极性化合物易溶于硬溶剂水；而非极性有机物(软溶质)易溶于苯(软溶剂)。③金属的电极电势若金属离子是硬酸，则较易与硬碱(水)结合，金属的电极电势偏高；若金属离子是软酸，与水结合力较弱，金属的电极电势偏低。

④说明类聚现象软配体趋向于使酸、碱变软，而硬配体趋向于使硬性增强。例如，F-为硬配体，H-为软配体，故BF3为硬酸，BH3为软酸，当它们与醚加合时，醚R2O是硬碱，硫醚R2S是软碱。所以，H3B∶SR2和F3B∶OR2稳定，而H3B∶OR2和F3B∶SR2不稳定。这种软——软或硬——硬相聚合的趋势称为类聚效应。

⑤异性双基配体与酸结合SCN-，SeCN-，OCN-，CN-，CNO-，S2O2-3都为异性双基配体。配位原子氧和氮属硬碱配体，亲硬酸；碳、硫和硒属软碱配体，亲软酸。所以硬酸皆与氧或氮原子键合；软酸皆与碳、硫和硒原子成键。例如，Fe3+为硬酸与NCS-配位成〔Fe(NCS)2〕+而不是〔Fe(SCN)2〕+，Ag+是软酸与SCN-配位成〔Ag(SCN)2〕-。

⑥加合反应的热效应硬酸和硬碱与水硬溶剂有强烈水合作用，硬酸与硬碱加合时要把离子周围的水化层去掉，需吸收能量，热效应一般吸热或放少量热；而软酸和软碱水合作用微弱，酸碱反应时主要是两者加合成键，故为放热，软度越高，放热越多。如：Al3++F-→〔AlF〕2+为硬酸硬碱结合，其ΔH为4.6kJmol-1；而Hg2++Br-→〔HgBr〕+为软酸软碱结合，其ΔH为42.7kJmol-1；

⑦取代反应的速率不论亲核取代还是亲电取代，凡是硬-硬取代产物或软-软取代产物的反应皆很迅速。例如，CH+3为软酸，RS-为软碱，而RO-为硬碱，CH+3与RS-取代反应的速率常数比CH+3与RO-取代反应的要大100倍。

⑧催化反应可说明许多催化剂的作用机理，例如，苯的烷基化可用三氯化铝催化，因为三氯化铝是硬酸，可与氯代烷中的硬碱Cl-配合使其中软酸烷基成为正离子R+，从而对软碱苯核的反应性增大。再如，软金属催化剂铂、镍等可吸附软碱，对不饱和烃加氢起催化作用。若气体中有磷、砷、硫等软碱杂质时，这些杂质能吸附在金属表面，形成极稳定的软-软加合物，而使催化剂中毒。

SHAB规则是个简单而又易掌握的规则，它还可用于萃取剂选择的研究、生物体内微量元素生理作用的研究、常温下固氮的研究等。但是，它没有定量或半定量的标准，还是个定性规则，而且对某些问题的解释还有与事实不符合的