Почему ртуть-это жидкий, несмотря на то, что соседние с ней в периодической таблице элементы являются твердыми телами?

Отвечает доктор наук, Андрей Majhofer с Факультета Физики варшавского университета:

Ртуть заинтригован с древних времен. И сегодня ходят легенды о sadzawkach, наполненные живым серебром, после чего – к своей радости – разбрелись императоры Китая и также средневековой империи, арабского. Этот элемент вызывает интерес и сейчас, в конце концов, это единственный металл, который при нормальных условиях выступает в жидком состоянии. Прежде чем было установлено токсичность его паров, служил искателям золота в ekstrahowania частичек золотой пыли. (Ртуть образует с золотом амальгаму, из которой потом легко восстанавливает драгоценный ore). Но вернемся к удивительной ликвидности этого металла.

Ртуть застывает только при температуре -38.83°C, т. е. явно ниже, чем соседние с ней в 12 группе периодической системы цинк и кадмий (первый затвердевает в 419.53°C, а второй-в 321.07°C). Поскольку тип структуры кристаллической ртути является уникальным, мы знаем, что она имеет другой, чем окружающие ее металлов механизм химической связи. К сожалению, в полной мере удовлетворительное объяснение этих различий, вплоть до основных законов природы, все еще является для физиков и химиков проблемой.

Мы знаем, однако, что уникальность этого металла, безусловно, связана с особой структурой электронных оболочек его атомов. Внешние электроны атомов цинка, кадмия и ртути образуют стабильные (хотя и различаются между собой) конфигурации полностью заполненных оболочек s и d. В атоме ртути, кроме того, полностью заполнена покрытие f. Но как это влияет на температуру замерзания?

Есть, и это большой. Связанные в атоме электроны могут принимать только строго определенные, skwantowane значения энергии и момента импульса, и каждому приходится электрона соответствует характерная форма распределения груза. Эти покрытия были названы последовательно, начиная с наименьшего значения орбитального mementu импульса, буквами s, p, d, f, g и т. д. Сопряжение металла и затвердевание материала зависит от степени заполнения их электронами. В металлах часть электронов отрывается от атомов и практически свободно перемещается между ионами. Возникает, таким образом, газ zdelokalizowanych отрицательных зарядов, который проводит ток и связывает с собой положительные ионы.

Это происходит в большинстве металлов. В атомах ртути, а электроны на оболочке f плотно окружают ядро и неохотно образуют электронный газ. Такое распределение делает воздействие kulombowskie сильно экранированные, и гораздо труднее образуются сопряжения металлические. Это ртуть слабо проводит электрический ток (при комнатной температуре 16 раз слабее, чем цинк, в 13 раз меньше, чем кадмий и до 60 раз слабее, чем серебро – лучший классический карманный) и имеет более низкую температуру застывания и в нормальных условиях остается в жидком состоянии.