Սնդիկ

Սնդիկ (Hg, Կաղապար:Lang-la), քիմիական տարր է որի նշանն է Hg, տարրերի պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության, 2-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 80, ատոմական զանգվածը՝ 200, 59։ d տարր է, պատկանում է անցումային տարրերի շարքին, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s², К, Լ, М, N թաղանթները լրացված են։ Սնդիկի գոլորշին չափազանց թունավոր է։ Սնդիկը սպիտակ, արծաթափայլ, սովորական պայմաններում հեղուկ մետաղ է։

Պատմություն

Մերկուրի մոլորակի աստղագիտական խորհրդանիշը

Բնածին սնդիկը հայտնի է շատ վաղ ժամանակներից (մ․ թ․ ա․ 2-րդ հազարամյակ, Հնդկաստան, Միջագետք, Չինաստան, Եգիպտոս)։ Մ․ թ․ ա․ 15-րդ դարում սնդիկից ստանում էին կինովարը (բնածին HgS) տաքացնելով։ Մեզ է հասել սնդիկ պարունակող անոթ, որը վերագրվում է մ․ թ․ ա․ 16-15-րդ դարերին։

Թեոֆրաստը նկարագրել է սնդիկի ստացումը կինովարից՝ պղնձի օգնությամբ։ Ամալգամների հայտնաբերումը ունեցավ գործնական նշանակություն (ոսկու կորզումը հանքանյութից) և «հաստատեց» մետաղների փոխարկման հնարավորության մասին տեսակետը։ Արաբ, ալքիմիկոս Զաբիր իբն Տայանը (8-9-րդ դարեր) մշակեց մետաղների առաջացման ծծումբ-սնդիկային «տեսությունը», ըստ որի սնդիկը մետաղներին հաղորդում է փայլ, կռելիություն, պնդություն ն հալվելու ունակություն։ Սնդիկը ոսկու փոխարկվելու կարևոր պայմանը համարվում էր նրա «ֆիքսումը»՝ պնդացումը։ Պինդ սնդիկի ստացումը (1759, Պետերբուրգի ակադեմիկս Ի․ Ա․ Բրաուն և Մ․ Վ․ Լոմոնոսով), սակայն, վերջնականորեն ապացուցեց, որ այն սովորական մետաղ է։

Անվան ծագում

Նախկինում սնդիկը համարվում էր հեղուկ արծաթ, (Կաղապար:Lang-grc «ջուր» և Կաղապար:Lang-grc2 «արծաթ»), որտեղից էլ նրա լատիներեն անվանումը։ Սնդիկ բառի ծագումը հայերենում ապացուցված չէ, հավանորեն առաջացել է ցնդել բառից, որի առանձին չգործածվող արմատը՝ ցունդ, նշանակում է սփռվել, ցայտմամբ ցրվել։ Հույն բժիշկ Դիոսկորիդեսը (1-ին դար) նկարագրել է սնդիկի և ամալգամերի ստացումը։

Բնության մեջ

Սնդիկը չափազանց հազվագյուտ և ցրված տարր է, կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 4, 5•10⁻⁶ % (տարածվածությամբ 66-րդն է)։ Սնդիկային հանքերում կուտակված է երկրակեղևում պարունակվող սնդիկի միայն 0, 02 % ։ Արդյունաբերական նշանակություն ունեն 0, 02-1 % սնդիկ պարունակող հանքանյութերը։

Պարունակվում է հրաբխային լեռնային ապարներում։ Հայտնի են նրա 35 միներալները, որոնցից կարևորը կինովարն է։ Սնդիկը խիստ ցրված է նաև կենսոլորտում՝ կուտակվում է կավերում, տիղմերում (մոտ 4•10⁻⁵ % ) և ծովաջրում (3•10⁻⁹ %)։

Մարդու օրգանիզմում սնդիկի պարունակությունը մոտ 10⁻⁶ % է, այրան մեջ՝ 0, 023 մկգ/մլ, մեզում՝ 0, 1–0, 2 մկգ/մլ։ Սննդի հետ օրական ներմուծվում է 0, 02–0, 05 մգ։

Հանքավայրեր

Սնդիկը համարվում է հազվագյուտ մետաղ։

Ամենախոշոր հանքավայրերը գտնվում են Իսպանիայում (Ալմադեն)։ Սնդիկի հանքավայրեր կան նաև Կովկասում (Դաղստան, Հայաստանում), Տաջիկստանում, Սլովակիայում, Ղրղզստանում, Ուկրաինայում։

Ռուսաստանում գտնվում է սնդիկի 23 հանքավայր, արդյունաբերական պաշարները կազմում են 15, 6 հազար տոննա (2002 թվականին)։

Շրջակա միջավայրում

Սնդիկի պարունակությունը սարցադաշտերում, 270 տարվա ընթացքում

Սնդիկը և դրա օրգանական միացությունները թունավոր են և լուրջ վնաս են հասցնում մարդու առողջությանը, վայրի բնությանը և էկոհամակարգերին։ Ընկնելով շրջակա միջավայր, այն փոխանցվում է օդային հոսանքներով, այնուհետև կրկին նստում է հողի վրա։ Սնդիկը հողից անցնում է գետերի, լճերի և օվկիանոսների մեջ։ Այն տեղափոխվում է նաև օվկիանոսի հոսանքների և միգրացիա կատարող կենդանիների միջոցով։

Սնդիկի ներթափանցումը մարդու օրգանիզմ հաճախ տեղի է ունենում դրա գոլորշիների ներշնչման ժամանակ, որոնք հոտ չունեն։ Սնդիկի նույնիսկ փոքր քանակների ազդեցության հետևանքով, կարող են առաջանալ առողջական խնդիրներ և ծանր թունավորումներ։ Սնդիկը թունավոր ազդեցություն է թողնում նյարդային, մարսողական և իմունային համակարգերի, թոքերի, երիկամների, մաշկի և աչքերի վրա։

Սնդիկը և դրա միացությունները հատկապես վտանգավոր են հղի կանանց համար, քանի որ դրանք սպառնալիք են պտղի զարգացման համար։ Սնդիկի հետ կապված սուր թունավորումները կարող են հանգեցնել մահվան։ Քրոնիկ թունավորումները տեղի են ունենում մարդու վրա սնդիկի գոլորշիների ցածր չափաքանակներով երկարատև ազդեցության պատճառով։ Կենդանի օրգանիզմի համար գոյություն չունի անվտանգ չափաքանակ։

Իզոտոպներ

Բնական սնդիկը բաղկացած է ¹⁹⁶Hg (0, 2 %), ¹⁹⁸Hgt(10, 0 %), ¹⁹⁹Hg (16, 8 %), ²⁰⁰Hg (23, 1 %), ²⁰¹Hg (13, 2 %), ²⁰²Hg (29, 8 %) և ²⁰⁴Hg (6, 9 %) կայուն իզոտոպներից։ Սնդիկի յոթը կայուն իզոտոպներից ամենատարածվածն է ²⁰²Hg-ը՝ 29.86 %։ Ստացվել են 179–206 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնցից ²⁰³Hg (T_1/2 = 47 օր) և ²⁰⁵Hg (T_1/2 = 5, 5 ր) օգտագործվում են ռադիոչափական վերլուծության մեջ։

Ամենաերկարակյացներն են ¹⁹⁴Hg-ը՝ 444 տարի և ²⁰³Hg-ը՝ 46 612 օր կիսատրոհման պարբերություններով։ Մնացած իզոտոպներից շատերն ունեն մեկ օրից պակաս կիսատրոհման պարբերություն։

Ստացում

Սնդիկ ստանալու համար կինովար պարունակող հանքանյութերը ենթարկում են օքսիդացնող բովման.

$𝖧𝗀𝖲\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{⟶}𝖧𝗀\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$

$𝖧𝗀𝖲\mathsf{+}𝖥𝖾\mathsf{⟶}𝖥𝖾𝖲\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖧𝗀$

Բովագազից սնդիկը անջատում են խողովակավոր սառնարաններում, ապա լվանում HNО₃-ի 10 %-անոց լուծույթով և թորում վակուում։ Սնդիկի գոլորշիները կոնդենսացնում և հավաքում են։ Այս եղանակը կիրառել են դեռևս հնադարյան ալքիմիկոսները։

Ֆիզիկական հատկություններ

Սնդիկը սպիտակ, արծաթափայլ, սովորական պայմաններում հեղուկ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանն է -38.83 °C-ը, եռում է 356.73 °C դեպքում։ Նորմալ պայմաններում սնդիկի խտությունը հավասար է 13 500 կգ/մ³։ Տեսակարար էլեկտրահաղորդականությունը՝ 1, 04348 օհմ⁻¹•սմ⁻¹։ Պինդ սնդիկ փափուկ, կռելի արծաթափայլ մետաղ է։ Ցածր ջերմաստիճաններում սնդիկի գոլորշիները միատոմ են, տաքացնելիս՝ առաջացնում են երկատոմ մոլեկուլներ։ Սնդիկը, հատկապես ցածր ջերմաստիճաններում, քիմիապես պասսիվ է։ Սնդիկը սենյակի ջերմաստիճանի պայմաններում հեղուկ վիճակում գտնվող միակ մետաղն է։

Սնդիկի խտությունը սովորական պայմաննեորում՝ 13 500 կգ/մ³.

Hg-HgO դիագրամը

Ջերմաստիճանը °С-ում	ρ, 103 կգ/մ3	'Ջերմաստիճանը °С-ում	ρ, 103 կգ/մ3
0	13, 5951	50	13, 4723
5	13, 5827	55	13, 4601
10	13, 5704	60	13, 4480
15	13, 5580	65	13, 4358
20	13, 5457	70	13, 4237
25	13, 5335	75	13, 4116
30	13, 5212	80	13, 3995
35	13, 5090	90	13, 3753
40	13, 4967	100	13, 3514
45	13, 4845	300	12, 875

Ամալգամներ

Սնդիկը շատ մետաղների հետ ստեղծում է հեղուկ կամ պինդ համաձուլվածքներ՝ ամալգամներ։ Ամալգամացման հանդեպ կայուն մետաղներն են վանադիումը, երկաթը, մոլիբդենը, ցեզիումը, նիոբիումը, տանտալը, վոլֆրամը։

• Արծաթի ամալգամը կիրառվում է ատամնաբուժության մեջ՝ ատամի պլոմբ պատրաստելու համար։
• Քանի որ երկաթը չի ամալգամացվում, սնդիկը փոխադրելու համար սովորաբար օգտագործվում են պողպատե տարողություններ։
• Նատրիումի ամալգամն օգտագործվում է բարձր ճնշման նատրիումային լամպերում։

Ջերմաստիճան (°C)	Ճնշում (Pa)	Գոլորշու ճնշում	Ծանոթագրություն
-38, 8344	0, 000.165		Եռարժեք
0	0, 046.7	0, 000350
10	0, 103	0, 000775
20	0, 242	0, 00182
30	0, 543	0, 00407
50	2
75	9
100	37
125	129
126, 2	130	1
150	383
164, 8	670	5
204, 6	2.660	20
242	8.000	60
290, 7	26.700	200
323	53.300	400
357	101.325	760	Եռման կետը նորմալ պայմաններում
1476, 9	174.000.000		Կրիտիկական կետ

Քիմիական հատկություններ

Մետաղների լարվածության շարքում գտնվում է ջրածնից հետո։ Միացություններում երկարժեք է, առաջացնում է Hg²⁺ և Hg⁺²₂ իոններ։

Օքսիդացման աստիճան	Օքսիդ	Հիդրօքսիդ	Բնույթ	Ծանուցում
+1	[[Սնդիկի օքսիդ(I)|HgԿաղապար:SubO]]	<Hg2(OH)2</sub»*	Թույլ	-
+2	HgO	<Hg(OH)2</sub»**	Շատ թույլ, հաճախ՝ անֆոտեր

Մետաղական սնդիկ

Մաքուր սնդիկը չոր օդում և թթվածնում սենյակային ջերմաստիճաններում չի օքսիդանում․ օզոնով ներգործելիս պատվում է սնդիկի (I) օքսիդի՝ Hg₂O սև թաղանթով։

Օդում տաքացնելիս առաջացնում է սնդիկի (II) օքսիդը՝ HgO, որը թթուներում լուծվող կարմիր կամ դեղին բյուրեղական նյութ է։

$\mathrm{𝟤}𝖧𝗀\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{300^{\circ }C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖧𝗀𝖮$

Համապատասխան հիդրօքսիդը չափազանց անկայուն է և գործնականորեն չի ստացվում։ Ջրածնի հետ չի միանում։

Հալոգենների հետ միանում է անգամ թույլ տաքացնելիս։ Կարևոր հալոգենիդներն են կալոմելը՝ Hg₂Cl₂ և սուլեման՝ HgCl₂։

Ծծմբի հետ միանում է համատեղ տրորելիս և առաջացնում սուլֆիդը՝ HgS.

$𝖧𝗀\mathsf{+}𝖲\stackrel{t^{\circ }C}{\to }𝖧𝗀𝖲$

Սնդիկը լուծվում է ազոտական թթվում.

$𝖧𝗀\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\to }𝖧𝗀\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

արքայաջրում, տաք և խիտ ծծմբական թթվում.

$𝖧𝗀\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{\to }𝖧𝗀𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Սնդիկի (II) աղերը մեծ մասամբ ջրում վատ են լուծվում, լավ է լուծվում նիտրատը՝ Hg(NO₃)₂։

$\mathrm{𝟥}𝖧𝗀\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{\to }\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖧𝗀𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖮\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Ամոնիակի հետ առաջացնում են կոմպլեքսային միացություններ՝ HgCl₂•2NH₃, HgNH₂Cl։ Սնդիկի ցիանատը՝ Hg(ONC)₂ կոչվում է սնդիկ շառաչող։ Սնդիկում լուծվում են մետաղների մեծ մասը՝ առաջացնելով ամալգամներ։

$𝖧𝗀\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖪𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖪𝖮𝖧\mathsf{\to }𝖪\mathsf{[}𝖧𝗀\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

Կիրառություն

Սնդիկը օգտագործում են գիտական և չափող սարքեր (ջերմաչափեր, բարոմետրեր, մանոմետրեր, վակուումային պոմպեր և այլն), սնդիկային լամպեր, էլեկտրական հոսանքի ուղղիչներ, անջատիչներ պատրաստելու, ոսկին և արծաթը ամալգամացնելու, պայթուցիկ նյութեր, ալկալիներ և քլոր (որպես էլեկտրոդ) քացախաթթու (որպես կատալիզատոր) ստանալու համար։

Միացություններն օգտագործում են բժշկության և գյուղատնտեսության (սերմերը ախտահանելու համար և որպես հերբիցիդներ) մեջ, նաև որպես հավելանյութեր նավերի իրանը ներկապատելիս։

Սնդիկի ֆուլմինատը՝ Hg(ONC)₂, օգտագործվում է դետոնացնող և բռնկող պատիճներում։ Աստիճանաբար դուրս է մղվում կապարի ազիդով և այլ ավելի արդյունավետ պայթուցիկ նյութերով։

Կենսաբանական դեր

Նրա կենսաբանական դերը վատ է ուսումնասիրված։ Սնդիկը և նրա միացութունները թունավոր են։ Սնդիկը օրգանիզմում կապվում է ֆերմենտների և հյուսվածքային սպիտակուցների սուլֆհիդրիլային խմբերին և իջեցնում նրանց ակտիվությունը, ազդում է միկրոտարրերի (Сu, Zn, Cd, Se) յուրացման և փոխանակության պրոցեսների վրա։

Հատկապես վտանգավոր են սնդիկի գոլորշիները, որոնք ներշնչելիս անցնում են արյան մեջ և շրջանառում օրգանիզմում, մասամբ կուտակվում երիկամներում, լյարդում, փայծաղում և ուղեղային հյուսվածքներում, խախտելով գլխուղեղի (հատկապես հիպոթալամուսի) բնականոն աշխատանքը։

Քրոնիկական թունավորումը իջեցնում է աշխատունակությունը, թուլացնում հոտառությունը, առաջացնում է գլխացավ, ձեռքերի և գլխի դող են։ Թունավորման բնորոշ ախտանշաններն են՝ լնդեզրերի կապտասե գունավորումը, լնդերի փխրունությունը և արյունահոսումը։ Սնդիկի օրգանական միացություններով թունավորումը ախտահարում է կենտրոնական նյարդային և սիրտանոթային համակարգերը, ստամոքսը, լյարդը, երիկամները։

Վնասակարություն

Սնդիկի գոլորշին չափազանց թունավոր է։

Պատահարներ

Պատմության մեջ սնդիկային ամենածանր աղտոտումը պատահել է 1956 թ. ճապոնական Մինամատա քաղաքում, որի արդյունքում տուժել է ավելի քան երեք հազար մարդ, ովքեր կամ մահացել են, կամ տուժել են Մինամատայի հիվանդությունից։

Արդյունահանում

Սնդիկը հազվագյուտ մետաղ է։ Սնդիկի աշխարհի խոշորագույն հանքերը գտնվում են Իսպանիայում (Ալմադեն)։ Հայտնի են նաև Դաղստանում, Հայաստանում, Տաջիկստանում, Սլովենիայում, Ղրղզստանում, Ուկրաինայում գտնվող հանքերը։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Սնդիկ օրգանական միացություններ
• Սնդիկային լամպ
• Բրոմ

Արտաքին հղումներ

• Սնդիկը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարնում
• Սնդիկ, ֆիզիկա-քիմիկան հատկությունները և կիրառման ոլորտները «Горной энциклопедии» կայքում
• Սնդիկի հանքավայրերը
• Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry's Chemistry World: Mercury
• Mercury at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• ATSDR – ToxFAQs: Mercury Կաղապար:Webarchive
• Centers for Disease Control and Prevention – Mercury Topic
• EPA fish consumption guidelines
• Global Mercury Assessment report 2002 Կաղապար:Webarchive by the UNEP.
• Global Mercury Project Կաղապար:Webarchive
• Hg 80 Mercury
• Material Safety Data Sheet – Mercury
• Mercury Contamination in fish and Source Control, Oceana Կաղապար:Webarchive
• Natural Resources Defense Council (NRDC): Mercury Contamination in Fish guide – NRDC
• NLM Hazardous Substances Databank – Mercury
• BBC – Earth News – Mercury 'turns' wetland birds such as ibises homosexual
• Changing Patterns in the Use, Recycling, and Material Substitution of Mercury in the United States United States Geological Survey
• Thermodynamical data on liquid mercury.