水银与什么物质完全浸润和完全不浸润?

如题所述

我不知道题主为什么要特别强调“完全”,实际上润湿是绝对的,不润湿是相对的,存在完全润湿,不存在完全不润湿。因为如周禹所说,液体与固体(新形成的表面)的表面张力-(液体与空气(消失的表面)的表面张力+固体与空气(消失的表面)的表面张力)总是小于零(表面张力与比表面吉布斯自由能实际上是一个概念),即润湿过程总能自发进行,这一点可通过对在固体表面的液滴进行受力分析得出,鉴于题主不是专门搞化学的就不细说了。
完全润湿被定义为液滴可在固体表面上完全铺展开成为很薄的一层,即接触角=0。不润湿被定义为液滴在固体表面呈收拢状,即接触角>90度。接触角指气液固三相交点处沿气液界面的切线与液固表面的夹角,可由几个界面之间的表面张力算得,更多地直接由毛细实验测定。接触角在0到90度之间则称能润湿。这是对润湿现象的宏观认识。
但是涉及固体的表面张力都很难测定,也没有十分准确的数值,这是由固体的结构决定的。放在显微镜下,你会发现肉眼看上去平整完美的固体表面其实凹凸不平,还有各种缺陷,这种“凹凸”和缺陷的分布还不均匀;这就意味着哪怕是同一块金属板的不同区域,它们对同一种液体的表面张力都可能会有差异。这也是题主你在评论中提到的强调“干净的”锌板的原因,“干净”可以尽可能减少表面的不均一程度,不要把它狭义地理解为没有氧化。
至于究竟能不能浸润,浸润程度如何,目前主要还是凭经验、做实验。观察一下接触角就可以了,简便易行。
简单定性地说,汞属于金属,表面张力来自于内部的金属键,会与同为金属的铁铜等亲和力较大,而与内部为离子键和共价键的玻璃不太亲和。在周期表上可以看出,品雪所说的铅与汞为相近的重金属,锌与汞为同族金属,性质有相近之处,它们之间的接触角可能较小,甚至完全润湿;事实确实如此,汞与大多数金属浸润强到可在室温下“溶解”对方而形成合金(称为汞齐)。可以想见如果金属表面有氧化物或其它非金属的杂质,杂质中不同类型的化学键对固体的表面性能会有一定影响。只是定性的推断,实践是检验真理的唯一标准。

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第1个回答  2017-11-27

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,因此食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢。

合金类型

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。

液态类型

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。