Ртуть — элемент побочной подгруппы второй группы (II B), шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 80. Входит в подгруппу цинка. Простое вещество ртуть — переходный металл. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum). Формула электронной конфигурации атома ртути - [Xe]4f145d106s2
Относится к d- элементам, катионы которых имеют электронную конфигурацию (n - 1) d10, у них нет вакантных d-орбиталей (заполнены электронами полностью). Внешние электронные оболочки атома являются достаточно стабильными. Именно в этой стабильности кроются ответы на многие вопросы, которые касаются свойств ртути. Для электронов внешнего уровня атома ртути - 6S2 характерно особое энергетическое состояние. У этих электронов возникают ковалентные связи на орбитали за счёт магнитных свойств. Поэтому участие этих электронов в образовании металлической связи затруднено по сравнению с другими металлами подгруппы: кадмием и цинком. Именно это приводит к тому, что ртуть жидкость при комнатной температуре - доля металлической связи в межатомных взаимодействиях понижена и недостаточна для обеспечения твёрдого, кристаллического состояния.
Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент — бром). Температура плавления составляет 234,32 K (-38,83 °C), кипит при 629,88 K (356,73 °C). Образует со многими металлами жидкие и твёрдые сплавы — амальгамы. Стойкие к амальгамированию металлы: V, Fe, Mo, Cs, Nb, Ta, W, Co. Амальгамы - растворы металлов в ртути, растворы жидкие или твердые. При их нагревании ртуть обычно испаряется, а растворенный ею металл выделяется в первозданном виде, ведь температура плавления для всех других металлов гораздо выше. Это используют для получения , например, благородных металлов.
Химическая активность ртути невелика. Окисляется на воздухе с образованием двух оксидов- черный оксид с валентностью ртути (I) Hg2O и красный оксид с валентностью - (II) HgO. Из сернистых соединений важнейшим является HgS, о котором я писала в первой статье (киноварь). С галогенами (хлором, иодом) ртуть соединяется при нагревании, образуя ядовитые соединения типа HgX2. В соляной и разбавленной серной кислотах ртуть не растворяется, но растворима в царской водке
3Hg + 2HNO3 + 12HCl → 3H2[HgCl4] + 2NO↑ + 4H2O
и азотной кислоте:
Hg + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Взаимодействует с органическими веществами.
Ртуть токсична в любой своей форме. В природных условиях довольно быстро превращается в летучее токсическое соединение — хлорид метилртути - H3C-Hg-Cl. Ионы ртути взаимодействуют с сульфгидрильными группами белков. Блокируя их, ртуть изменяет свойства или инактивирует ряд жизненно важных ферментов (гидролитических и окислительных).
Наиболее токсичны те соединения, которые растворяются в липидах. Они растворяются, в частности, в липидах мембран клеток и легко проникают в клетку.
Ионы ртути блокируют сульфгидрильные группы белков, например, гемоглобина в эритроцитах
SH-R-SH + Ме+2 ---» R-S2-Me + 2H+
Причем исследования степени связывания ионов тяжелых металлов с SH-группами гемоглобина показывают, что ионы ртути блокировали их на 100%, ионы свинца — на 18%, ионы кадмия — на 11%. Т.е. ртуть- яд, высокотоксичный, кумулятивный ( способный накапливаться в организме)
Проникнув в клетку, может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека. В организме ионы метилртути быстро попадают в эритроциты, печень и почки и в мозг. Головной мозг проявляет особое сродство к метилртути и способен аккумулировать почти в 6 раз больше, чем остальные органы. При этом более 95 % соединение ртути в тканях мозга находится в органической форме.
Вызывают серьезные необратимые нарушения ЦНС. Это приводит к общему и церебральному параличу, деформации конечностей, особенно пальцев, затрудненному глотанию, конвульсиям и смерти. Согласно исследованиям, степень и тяжесть повреждений мозга и сердца определенной дозой ртути зависят от многих факторов: возраста, пола и генетически обусловленной способности человека выводить ртуть и её соединения из организма.
Как же попадает к нам ртуть? Самыми разными путями. К примеру, при производстве хлора электролитическим методом возможно образование сточных вод, загрязненных хлором, ртутью и ее солями.
Ртутные соединения, сбрасываемые в водоемы, имеют свойство накапливаться в рыбе, обычно пропорционально ее возрасту и размеру. Особенно велико содержание ртути в хищных рыбах, таких как тунец, т.к. ртуть переходит по цепочке питания от растительноядных животных к хищным. Причем, в молодых животных ее меньше чем в старых, а в хищниках (тунец, меч-рыба, акула – 0,7 мг/кг) больше, чем в тех объектах, которыми они питаются. Поэтому хищной рыбой лучше не злоупотреблять в питании.
Иногда источником повышенного содержания ртути в продуктах становится зерно, обработанное ртутьорганическими препаратами. Такое зерно или продукты из него может привести к тяжелым отравлениям, даже спустя много времени после его переработки. Из растительных продуктов ртути больше всего содержится в орехах, какао-бобах и шоколаде - до 0,1 мг/кг.
В исследовании, опубликованном в журнале Американского геофизического союза «Геофизические исследования», сообщается, в таящих льдах многолетней мерзлоты обнаружены большие скопления ртути. Ртуть в очагах вечной мерзлоты на Аляске попала в лед во время последнего ледникового периода. Исследователи обнаружили, что в почвах севера содержится самый большой запас ртути на планете, почти в два раза больше, чем во всей остальной почве, океане и атмосфере вместе взятых.
Определили количество этих гигантских залежей ртути, чего ранее никогда не делали, и итоговые результаты оказались просто невероятными — 800 000 тонн, что в 10 раз больше совокупных антропогенных выбросов за 30 лет.
И опять пугают , что глобальное потепление приведет к страшным последствиям. Хотя уже второй год мы видим подтверждение тому, что изменения в погоде цикличны. Ранняя зима этого года одно из доказательств этого.
Эпопея с ртутью подходит к концу. Остались только медицина, Гойя и некоторые другие.