Почему ртуть, в отличие от всех металлов, в том числе и соседей по таблице Менделеева, жидкая?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
1 ответ
Поделиться

Точный ответ на этот вопрос можно дать только путём достаточно сложных квантовомеханических расчётов, однако основные причины можно понять и на основе знаний школьного курса физики и химии.

Главной причиной такой аномалии является то, что на атомном уровне ртуть обладает полностью заполненными электронными уровнями, последние из которых — 4f 5d 6s. Из химии хорошо известно, что если у элемента полностью заполнены все электронные уровни, то такой элемент является химически более инертным, чем его соседи. Классический пример: благородные газы — гелий, неон, аргон. Атомы инертных элементов с трудом образуют связи между собой, поэтому кристаллическая решётка ртути разрушается тепловым движением уже при относительно малых температурах.

Но есть и ещё одна причина, которая отличает ртуть от двух других обладающих аналогичной структурой металлов — цинка (3d 4s) и кадмия (4d 5s). Эти металлы, хотя и обладают относительно невысокими температурами плавления и кипения, всё-таки при нормальных условиях являются твёрдыми телами. Дело в наличии заполненного f-слоя, находящегося по энергии ниже 6s-слоя.

В f-слое орбитали электронов имеют сложную форму и большой размер, поэтому плохо экранируют заряд ядра. Это приводит к тому, что удерживающие силы, действующие на электроны в 6s-слое, относительно велики, и этот слой более стабилен.

Ответить