贵州液态水银：水银为什么是液态的金属呢?

编辑日期：2024-05-17 阅读

详细介绍

汞在周期表中位于金和铊元素的中间，但与它的左邻右舍不同，汞是液态金属，这到底是怎么回事?
汞的2个外层电子位于、亚层，该亚层只能容纳2个电子，因此汞的电子外层已经饱和了。
金元素的外层只有1个电子，因此处于半饱和状态。通过重叠它们的s亚层，2个金原子能分享它们的外层电子，这样它们彼此的s亚层就都饱和了。而分享电子在金原子间构成了个强键，金保持在固体状态。
铊元素多了1个外层电子，该电子远离原子核的程度甚至超过了金和汞中的状况。这个孤单的电子可用于构成化学键，因此铊也是固体。
汞的2个外层电子当然也能构成化学键把它转变为固体，只有一件事除外：周期表中越靠下的元素，其原子核中的质子越多，增加的质子提供的额外吸引力导致所有电子运动速度加快，尤其是内层电子。汞在周期表中，位于稳定性元素(非放射性元素)的Z低所在行，电子运动的速度非常快，其和光速间的比例已经达到不能忽略的程度。
阿尔伯特?爱因斯坦发现，物质的移动速度越接近光速，就会变得越重。
较重的电子不会像轻一些的电子那样，远离原子核。因此，汞比起它正上方的镉，它把这两个外层电子抓得更牢，更难分享，不容易形成化学键。
汞中的原子彼此间形成的化学键比它的邻居们更弱，这就是汞是液体的缘故。
这是用了爱因斯坦的狭义相对论来解释液态汞的成因。与此类似，相对论性收缩效应解释了金、银和铯元素的颜色。内层电子吸收光后会从内层移动到外层，这是物质有颜色的原因。电子移动需要吸收的能量越多，光就越蓝。
大多数金属所吸收的光位于人类的视觉范围之外，换句话说就是不吸收可见光，因此它们对可见光的反射性能良好，呈现出白色、银色和灰色。但铜吸收蓝光，因此看起来是红色的。
银强烈地吸收近紫外线，刚刚超过人类的视党范围。蜜蜂能看到紫外线，在它眼中，银可能是颜色Z红的金属。但如果没有电子层的相对性收缩，即便蜜蜂眼中的银也是银白色的。在金元素中，该效应表现得更加明显。金对光的吸收进入到可见光区，从紫光光区一直到绿光，都被金吸收。因此，金反射的蓝和紫远远少于其他色光，在人类的视觉中，它就呈现出黄色。