汞,也就是我們常說的水銀。
- 為什麼作為金屬的它,在常溫常壓下會呈現液態呢?
因為熔點只有-38.87攝氏度。
- 那為什麼熔點低呢?(本質上和相對論有關)
首先,它處於元素週期表的第六週期,是第80號元素,排在金元素的後面一位,名副其實的重原子。
所以它的核電荷數多(質子數量多),產生的庫侖力大,因此核外內層電子(1s)運行速度將會更快,汞原子的1s電子速度可以達到光速的58.39%。
而此時,相對論效應已經無法忽視,質量和速度同步上升,因此內層電子質量將會上升23%,而我們由玻爾半徑公式知道,質量和軌道半徑成反比,因此內層軌道將會收縮。
對於80號汞元素來說,它的最外層是6s亞層,由於軌道的正交性,1到6能層的s亞層軌道都會收縮。
所以汞原子最外層電子軌道在收縮的同時,形成了“惰性電子對效應”,通俗來講,就是這個汞原子,很難失去電子了。
因此汞原子之間無法形成強力的金屬鍵,有的也僅僅依靠範德華力來維持,所以汞的熔點非常低,只有-38.87攝氏度。
所以在日常生活中,汞呈現液態。
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