科幻电影《终结者2》中出现了一个液态金属机器人,所谓液态金属,指的是在常温下,某金属可以以液态的形式出现。电影中液态金属机器人可以随意变型,因为液体具有流动性,所以机器人的身体可以变成任何形状。现实中也有这种液态金属,但是大部分是人工合成的合金,真正具有自然液态的金属是汞,俗称为水银。
　　金属一般为固态,是因为金属原子结合得非常紧密,造成了金属特有的坚韧和强硬。因此很多坚硬的物体一般都由金属锻造,比如传统的刀枪子弹,还有大型机械和工具,再比如各种交通工具汽车火车或飞机。其实汽车如果用别的材料比如木材或者塑料也可以制造,但是制造出来的牢固性就太令人怀疑了。所以汞是一种物理性质非常特殊的金属。
　　为什么唯独汞是金属大家庭中的液体?金属并非以分子结构结合而是原子直接构成。金属元素中,只有汞的原子和原子的结合力弱。原子之间结合强弱取决于原子中的电子结构。原子以原子核为中心,电子则是按各自的轨道独立地运动。电子从接近原子核的轨道开始按其规定数有序地进入轨道。纯金属晶体是由相同的金属元素构成的,位于轨道最外侧的电子脱离原子后就被相关的原子所共有(金属结合)。
　　当金属结合在最外侧的轨道具有呈半满状态的电子结构时最强。这种电子结构容易从其轨道上飞出,而且从周围的原子中飞出的电子容易潜入轨道,能形成很强的结合。汞的电子结构在最外侧的轨道中处于饱和状态,虽然电子也能飞出,但没有可承接它的轨道。因此电子一个也进不去,只好抓住高能量的空轨道进行结合,而且是很弱的结合。
　　人类很早就认识了汞并会利用汞。传说秦始皇为了在他的陵墓中体现江河日月,用汞充满在陵墓里的地沟以代表江河。虽然这种传说目前没有得到证实,但是起码证明在古时候人们已经知道汞是一种会流动的液体。由于汞是一种液体,所以具有液体共有的流动性和挥发性,因此只有极少数的汞在自然中以纯金属的状态存在。大部分的汞都以汞的化合物矿石存在于自然界。
　　有一个名字大家不会陌生——朱砂。朱砂就是一种含有汞的矿藏。朱砂在流动的空气中加热后汞可以还原,温度降低后汞凝结,这是生产汞的最主要的方式。汞是一种可以在生物体内积累的毒物,它很容易被皮肤以及呼吸和消化道吸收。汞破坏中枢神经组织,对口、黏膜和牙齿有不利影响。
　　汞最常见的应用是制造工业用化学药物以及电子或电器产品。汞还被用在温度计中,尤其是在测量高温的温度计中。现在的温度计大部分已经不用汞了,但在需要精确测量的温度计比如体温计上仍然使用汞。使用汞,就是利用汞既有金属性又有液态性的特殊物理性质。作为金属的导热和导电都非常灵敏快速,而作为液体的热胀冷缩以及挥发性又使汞能发挥很大作用。
　　汞在常温中即会蒸发。汞中毒以慢性为多见,主要发生在生产活动中,因长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。含有汞的用品一旦被打碎,汞就会蒸发。而且,它的吸附性特别好。汞蒸气易被墙壁和衣物等吸附,成为不断污染空气的源头。虽然少量吸入它不会对身体造成太大的危害,但长期大量吸入,则会造成汞中毒。
　　在我们的日常生活中,有不少用品与汞有关。比如,各类荧光灯中都含有汞;一些暖水瓶为了减少热辐射,外壁涂有汞;电脑显示器等电子产品中也含有一定量的汞;氧化汞还被用作电池的阳极,如果长时间不使用,电池里所含的酸、碱等腐蚀性物质就会破坏外壁,导致汞泄漏。提醒大家,如果不小心弄破了以上物品,处理时一定要小心,不要和其他垃圾混在一起倾倒。否则,汞会进入水体、土壤中,通过食物链,最终会危害到人类健康。
　　编辑/姚晟