心情 简述汞常温下成液态的原因与6s惰性电子对效应及其延伸思考

[SpiderPlatinum]

*因为没有相关前缀，所以只能用心情了Q _ Q*

在常温常压下，除汞以外的金属全部成固态，但是汞成液态。本帖子简述这一现象的原因。

根据高中化学知识，合理推测导致上述现象的原因可能由金属键的异常导致。

汞位于元素周期表第六周期IIB族，电子排布为[Xe] 4f^14 5d^10 6s^2。

可以看出，汞具有电子的轨道全部填满，最外层为填满2个电子的6s轨道。

在《无机化学》一书的1-6-1部分，提出了6s惰性电子对效应导致了这一现象，但是在后文中汞的部分并未加以详细说明。

从结论来看，上述效应导致汞原子难以给出外层的6s电子来形成金属键，导致金属键强度较低，从而导致了常温常压下汞成液态。

接下来简述6s惰性电子对效应的成因。

第六周期元素核电荷数大，同时令钻穿效应的作用效果提升，导致6s电子难以失去。

同时，靠近原子核的电子运动速度大幅上升，质量也随之上升。此处需要引入相对论的相关知识进行解释。

在相对论理论中，物体质量随其速度增大而增大，具体公式如下：

m=m0/[1-(v^2/c^2)]^(1/2)

其中m0为物体静质量，v为物体速度，c为光速。m成为相对论性质量。此处不做推导。

可以看出，m与v成正相关关系，且当v等于c时，m趋近于无穷大，这也是有质量物体无法达到光速的原因。

因此可得，靠近原子核的电子运动速度大幅上升，质量也随之上升。质量上升，也会增强对6s电子的吸引。

综上，第六周期的元素核电荷数大导致6s电子难以失去，从而形成较弱的金属键。

至于第六周期元素的低价稳定性，也可以用这一效应解释。

结合6s惰性电子对效应与金键，大胆推测（以下为楼主个人思考，无实验依据证明）：

含金键物质中两个金原子中的6s电子微弱缔合，形成不足以成键，但又强于范德华力的、取向性较弱的分子间作用力。

金键中电子在受到一定波长光的作用下因不稳定而转变为激发态，随即放出能量。

这一推测与金键链可以成链状、面状与环状等多种形状，且一些含金键物质具有荧光性的事实相符。

欢迎批评指正=ω=

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刚刚，菸萸雨吁说道:

装起来了

☝🤓

[SpiderPlatinum]

*关于注释*

真是我自己写的……金键是《无机化学》上册分子间作用力部分拓展阅读材料里的，网络上几乎搜不到有关内容，AI跑不出来。

辩护一次扣30节操，就算了。

这里只是证明一下自己的清白。

如果还有人来看的话，请不要把我当成用AI糊弄大家的人。

Q _ Q

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7 小时前，tola说道:

没什么问题，肯定不是ai写的，这个现在的ai也没能力写出来

不过金键（Au+）是5d10吧？忘了怎么用价键理论解释了

(本某因为化学里的理论比要解释的现象还多，早跑路去做AI了

 

感谢大佬的理解和指教～

个人认为金键中的电子只是稍微向对方偏移，没有到达形成离子的程度，不然可能会直接形成金属键。

不过我在能接触到的范围内没有找到其他的相关资料，所以也只能进行推测，不敢下定论