水银

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金 - 水银 - タリウム
Cd
Hg
Uub
一般特性
名称, 记号, 番号 水银, Hg, 80
分类 典型元素、金属
族, 周期, ブロック 12 (IVB), 6 , p
密度, 硬度 13579.04 kg·m−3, 1.5
単体の色 银白色
水银
原子特性
原子量 200.59 amu
原子半径 （计测値） 150 (171) pm
共有结合半径 149 pm
VDW半径 155 pm
电子配置 [Xe]4f14 5d10 6s2
电子殻 2, 8, 18, 32, 18, 2
酸化数（酸化物） 2, 1（塩基性酸化物）
结晶构造 菱面体晶
物理特性
相 液体（反磁性）
融点 234.32 K
(-38.83 ℃, -37.89 °F)
沸点 629.88 K
(356.73 ℃, 674.11 °F)
モル体积 14.09 × 10−3 m3·mol−1
気化热 59.229 kJ·mol−1
融解热 2.295 kJ·mol−1
蒸気圧 0.0002 Pa (505 K)
音の伝わる速さ 1407 m·s−1 (293.15 K)
その他
クラーク数 0.00002 %
电気阴性度 2.00 （ポーリング）
比热容量 140 J·kg−1·K−1
导电率 1.04 × 106 m−1·Ω−1
热伝导率 8.34 W·m−1·K−1
イオン化エネルギー 第1: 1007.1 kJ·mol−1
第2: 1810 kJ·mol−1
第3: 3300 kJ·mol−1
（比较的）安定同位体
同位体 NA 半减期 DM DE/MeV DP
194Hg {syn.} 444 年 ε 0.040 194Au
196Hg 0.15% 中性子116个で安定
198Hg 9.97% 中性子118个で安定
199Hg 16.87% 中性子119个で安定
200Hg 23.1% 中性子120个で安定
201Hg 13.18% 中性子121个で安定
202Hg 29.86% 中性子122个で安定
204Hg 6.87% 中性子124个で安定
注记がない限り国际単位系使用及び标准状态下。

水银（すいぎん、罗Hydrargentum 英Mercury）は原子番号80の元素。元素记号はHg。汞とも书く。12族に属し、典型元素で金属元素である。常温、常圧で液体である唯一の金属元素で、银のような白い光沢を放つことからこの名がある。

硫化物である辰砂（HgS）及び単体である自然水银（Hg）として主に産出する。

目次

[编集] 名称

元素记号のHgは、古典ギリシア语: ὑδράργυρος （hydrargyros）に由来するラテン语: hydrargyrum（水のような银）の略。また、古くはラテン语: argentum vivum（生命力ある银、流动するので生きているという表现をした）ともいい、英: quicksilver（现在はMercuryが通用）、独: Quecksilberに翻訳借用された。 日本语ではみずかねと呼ばれていた。 汉字では古来「汞」の字をあて、现代の中国语でもこの表记が正式である。（中国でも「水银」は通称として用いられる。）

英语: Mercuryというが、西洋占星术や錬金术などの神秘思想では、ギリシャ神话のヘルメス（ローマ神话のメルクリウス）と関连づけられ、その星である水星を象徴するようになった。これは、液体で金属であるという奇妙な性质が、変幻自在で油断ならないヘルメスの性格と関连づけられたためである。

[编集] 性质

水银は、各种の金属と混和し、アマルガムと呼ばれる合金をつくる。これは水银が大半を占める场合には液体、水银の量が少なければ固体となる。白金、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、タングステンとは合金を形成しないので、水银の保存には鉄の容器が用いられる。

生物に対して毒性が强いために、近年は使用が控えられている金属である。

また、その特异な性质から様々な科学者の兴味の対象となり、多くの现象の発见にかかわっている。

  • トリチェリの実験では水银柱が用いられ、圧力の単位「トル」 (Torr、别名・水银柱ミリメートル＝mmHg) の基准となった。
  • 超伝导は水银の冷却中に初めて発见された现象である（そのため、かつては超伝导材として使用されていたが、现在ではほとんど使われていない）。
  • 电気化学に重要な発展をもたらしたポーラログラフィーでは、水银が电极として使用される。
  • 酸素の発见は水银と酸素がある温度以下では酸化水银に、ある温度以上では単体に分离する性质によるものである。

[编集] 毒性

详细は水银中毒を参照

古代においては、水银や辰砂（鲜血色をしている）はその特性や外见から不死の薬として珍重されてきた。特に中国の皇帝に爱用されており、それが日本に伝わり飞鸟时代の持统天皇も若さと美しさを保つために饮んでいたとされる。しかし现代から见ればまさに毒を饮んでいるに等しく、始皇帝を始め多くの権力者が命を落としたといわれている。中世期以降、水银は毒として认知されるようになった。

世界中において有机水银はかつて农薬として広く使われ、1970年代にイラクでは、メチル水银で消毒した小麦の种を食用に流用したパンによって有机水银中毒で400人以上が死亡する事件がおきた。そして、その毒性から现在は使用が禁止され、代わりに无机水银などが使われるようになった。さらに、现在では水银化合物自体の使用が环境汚染につながるとして忌避されるようになっている。

2001年にアメリカ合衆国では「乳児の际に受けた予防接种中のチメロサール（エチル水银チオサリチル酸ナトリウム・ワクチンの防腐剤として使用される）によって自闭症になった」として制薬会社に対する诉讼が発生した。三种混合ワクチン、日本脳炎ワクチン、インフルエンザワクチン、B型肝炎ワクチンなどの保存剤としてチメロサールが使われていたためである。有机水银と自闭症を関连づける明确なデータがないため疑问视されているが、チメロサールを使わないか低浓度のものに替えるなど规制が强化されている。

有机水银は无机水银に比べ毒性が非常に强い。特にメチル水银の中枢神経系（脳）に対する毒性は强力で、日本で起きた水俣病（熊本県八代海）や阿贺野川流域（新舄県）でおきた工场排水に起因する有机水银中毒（第二水俣病）の原因物质である。

地球上においては地殻などに水银が比较的豊富に存在する。これら自然界に存在する水银は水系环境において微生物などによって有机水银に変えられ、食物连锁を通じて、大形鱼类や、深海鱼、海洋动物に蓄积される。厚生労働省はキンメダイやカジキ、マグロなどの鱼类、クジラ、イルカなどの海栖哺乳类に含まれる水银が胎児の発育に影响を及ぼす恐れがあるとして、妊娠中かその可能性の有る女性は、鱼介类の摂取量や回数を制限するように注意を唤起している[1]。

栄养摂取に占める鱼介类の割合が多い日本では、メチル水银の摂取量が诸外国に比较して比较的高いことが知られている。メチル水银の摂取量の地域的特徴は、マグロ类の消费倾向とよく一致し、関东地方などを中心とする东日本で高く、中国地方から九州北部にかけて比较的低くなっている。

鱼介类は栄养的にも优れた食品であり、バランスの取れた食生活をしている限りは、通常は微量の汚染物质による健康影响を心配する必要はあまりない。一方、発育途中にある胎児の神経系は、メチル水银の影响を最も受けやすいと考えられる。鱼介类にはある种の不饱和脂肪酸など、胎児の発育などにも有効な成分も多く含まれており、鱼介类中に含まれる微量のメチル水银が、胎児の発达にどれほどの影响を及ぼしているかは、研究者によっても见解が分かれるところである。欧米の政府机関は、基准を设けて、マグロやカジキなどの摂取制限を行っている[2]。特に妊妇や妊娠する可能性のある女性は、メチル水银を多く含む大形食鱼やイルカ、キンメダイなどの鱼介类などを、基准より食べ过ぎないよう注意するとよい[3]。なお、マグロなどの鱼介类は有害物质のセレンを含んでおり、これがメチル水银の毒性を軽减させているとの可能性も指摘されているが、详细は不明である。

自然界では无机水银及び有机水银を処理して、金属状态の水银に変化させる菌が存在する。この菌は通称水银耐性菌と呼ばれ、水俣病の発生した地域の土壌から単离された。水银耐性菌において无机水银及び有机水银を金属水银に代谢するのは、この菌の産生するタンパク质によるものであることが遗伝子工学的な解析により判明しており、その担当遗伝子の解析も行われている（メタロチオネインも参考のこと）。环境汚染の浄化技术として、いわゆるバイオレメディエーションへの応用も行われている。

体温计に使われている水银は金属水银なので安全だと言われている。金属水银は间违って饮み込んだとしても、消化管からはほとんど吸収されないので、急性中毒を起こすことはない（ただし、一部が肠内细菌丛により酸化されたり、有机水银に転换されて吸収される余地が示唆されている）。しかし、気化した场合には肺から吸収されやすく、体内に吸収された场合にはヘモグロビンや血清アルブミンと结合し毒性を示す。このため水银を含有する物（蛍光灯・体温计・血圧计、朱肉など）を焼却することは危険である。


[编集] 许容摂取量

许容摂取量は、国际専门会议（JECFA）において、胎児を保护するため、暂定的耐容量（PTWI）1.6μg/kgと定められており[4]诸外国[5]、においても、妊妇等への摂食制限の啓蒙や规制强化が行われている[6][7]。

[编集] 底质における水银の蓄积

水银の外部环境への排出抑制は取组が进んでいるが、过去に排出された水银や现在でも水银を含む农薬が许可されている国域では河口や湖などの底质に蓄积されていることがある。日本国については産业技术総合研究所で全国の河川の底质を分析して日本の地球化学図としてそのデーターを公开している[8]。また环境省は基准値以上の水银化合物を含む底质を除去するように政令で通达している[9]。

[编集] 水银の基准

[编集] 生産

水银の鉱山としては、スペインのシウダー・レアルにある国営アルマデン鉱山が有名。古代ローマの纪元前372年からアラブ时代、そして现在に至るまで辰砂及び自然水银を産出していたが2004年7月に生産を停止した。日本では、北海道留辺蘂町にあったイトムカ鉱山や、古代から産出记録がある丹生鉱山が知られている。ここでは自然水银の産出が多いことでも有名。

[编集] 水银鉱石

水银鉱石を构成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。

[编集] 用途

[编集] 産业用、研究用

  • 大电力用の整流器（水银整流器）や、高速动作用リレー用の接点材料としても重宝される。
  • 砂金の采掘では金を含む砂に水银を通し、砂中の金を溶け込ませた后に水银を回収・蒸発させて金を回収するという手法がとられることがある。このような采掘方法はしばしば设备の整っていない环境で行なわれるため、水银汚染が问题になる。[10]
  • 金とのアマルガムは、金の采掘や精錬、金めっきに用いられることがある。[11]
  • 灯台の投光机に使用され、水银が満たされた器にレンズを付けた台を浮かし、回転を滑らかにしていた。近年、地震などで水银がこぼれることが问题视され、水银を使わない投光机へと置き换えが进んでいる。
  • 研究机関の化学実験室などにおいて、ガスラインを一定以上の圧力に保つために水银を入れた管にガスをバブリングさせることがある。

[编集] 医疗用など

  • 単体の水银は热膨张性の良さと、温度に対する膨张系数が线形に近いことから体温计に用いられる。现在ではデジタル式に圧されて廃れつつある。
  • 血圧计では、水银柱を利用して圧を読みとるものが伝统的であり、现在でも医疗现场や医疗教育で広く使われている。ちなみに、血圧の単位は、国际単位系の例外として、mmHg（水银柱ミリメートル）を用いるのが标准となっている。
  • 银・スズ・铜などとのアマルガムは、歯科治疗において歯を削った后の诘め物として一般に用いられていた时期がある。これはアマルガム修复と呼ばれる手法で、该当金属粉末と水银を混合した直后はアマルガム化が进んでいないためにシャーベット状であり、アマルガムが形成されて全体が固化するまでにしばらく时间がかかることを利用していた。
  • 国内において、かつては消毒薬マーキュロクロム (C20H8Br2HgNa2O6) の材料として使用されていた。现在はほとんど使われていない。
  • 硫化物は辰砂と呼ばれ、催眠、镇静効果のある生薬として汉方の処方に用いられることがある。
  • 密かに堕胎薬としても使われた（无论极めて危険である）。[12]

[编集] その他の日用品など

  • 蛍光灯や水银灯などでは、水银蒸気が発光体として使用されている。
  • 辰砂は朱色の顔料としても用いられる。
  • かつては电池（干电池、水银电池など）の材料として使用された。现在はほとんど使われていない。
  • 镜が铜などの金属を磨いて作られていた时代には、镜の表面にアマルガムを形成させることで镜研ぎの仕上げとしていた。

[编集] 分析法

水银は常温で容易に気化するため、分析法は还元気化原子吸光法が主である。测定机器としては原子吸光分析装置のバーナヘッド部を石英セルに置き换えるほか、水银测定専用の装置が市贩されている。有机水银の场合は试料を分解せず溶媒抽出后、ガスクロマトグラフィーで分离し电子捕获検出器や质量分析装置で検出する场合もある。

総水银の分析手顺は概ね次のようなものである。详细は成书を参照されたい。

  1. 试料を强酸で分解する。硝酸-过塩素酸、硝酸-过塩素酸-硫酸、硝酸-硫酸の系がよく用いられる。
  2. さらにペルオキソ二硫酸カリウム、过マンガン酸カリウム等で有机水银と残余の有机物を完全に酸化分解する。
  3. 分解液を还元気化装置の容器に采り、还元剤を加え通気する。
  4. 水银イオンが水银原子に还元され、気相中にパージされてくる。
  5. 水银原子の波长253.7nmにおける吸亮度を测定する。

[编集] 化合物

Hg(IV) の化合物は存在が予言されるにとどまっていたが、2007年に初めて HgF4 の合成が报告された。固体ArまたはNeマトリクス中の极低温下で水银と F2 との反応により合成された[13]。

[编集] 脚注

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  1. ^ 厚生労働省・鱼介类等に含まれる水银について
  2. ^ 水银 渡辺和男氏（浜松医大）
  3. ^ 水俣病からメチル水银中毒症へ 熊本大学
  4. ^ Opinion of the CONTAM Panel related to mercury and methylmercury in food JECFA
  5. ^ Mercury Levels in Commercial Fish and Shellfish アメリカ合衆国 FDA
  6. ^ 妊妇への鱼介类の摂食と水银に関する注意事项 日本国 厚生労働省
  7. ^ FDA ANNOUNCES ADVISORY ON METHYL MERCURY IN FISH アメリカ合衆国 FDA
  8. ^ 日本の地球化学図
  9. ^ 法令・告示・通达>底质の暂定除去基准について 日本国 环境省
  10. ^ http://www.nimd.go.jp/archives/tenji/d_corner/d04.html
  11. ^ 东大寺卢舎那仏像（奈良の大仏）の金めっきは金アマルガムを大仏に涂った后、加热して水银を蒸発させることにより行われた。一説には、この际起こった水银汚染が平城京から长冈京への迁都の契机となったという。
  12. ^ 川柳に「水银（みずかね）で心の昙りを研いでおき」などと咏まれている。
  13. ^ Wang, X.; Andrews, L.; Riedel, S.; Kaupp, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, DOI: 10.1002/anie.200703710.

[编集] 関连项目

ウィキメディア・コモンズ
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[编集] 外部リンク

1 元素の周期表 18
1 H 2 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg ...
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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