怎样简单地从相对论角度理解水银是液态?

别人问我的,然后看了xx百科的解释后,真的还是不懂..
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B1%9E#.E7.89.A9.E7.90.86.E6.80.A7.E8.B4.A8

http://baike.baidu.com/view/26371.htm
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。

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3个答案
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bay618粒子物理博士

2014-04-01 14:06

这个解释已经非常清楚明白了, 这里简单介绍一下核外电子的相对论效应,
对于重核, 核外的内层电子如1s受到较强的引力, 平均速度和光速相比拟, 质量增大, 轨道变收缩, 能量更稳定.
它增大了对穿透能力很低的5d,4f 电子的屏蔽作用, 使得有效核电荷数降低, 轨道膨胀
5d,4f的膨胀削弱了它自身的屏蔽作用, 增大了6s电子的有效核电荷, 是后者轨道收缩, 能量下降.
然后接上题目中的介绍, 汞的6s2壳层在成键过程中呈现惰性 ...

对Hg 来说, 核外电荷 [ Xe ] 4f14 5d10 6s2 全部填充, 而6s2 - 6p 的能级差较大, 不容易跃迁, 相当于金属中的惰性原子.

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太热了分子热运动增大导致维持固态的电磁力不足以维持了。用相对论角度的话真不会。

坐等大神

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