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为何金属元素中只有水银在常温下呈液态?

来源:未知作者:张楠 点击:所属专题: 金属通性
金属元素的特点是在常温下一般都呈固体状态,但为什么只有水银在常温下呈液体状态呢?对这个问题日本东京大学工学部应用化学科的御园生成教授解释说:在金属元素中,只有水银的原子和原子的结合弱。 原子之间结合的强弱取决于每个原子中的电子结构。原子是以原子核为中心,

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    金属元素的特点是在常温下一般都呈固体状态,但为什么只有水银在常温下呈液体状态呢?对这个问题日本东京大学工学部应用化学科的御园生成教授解释说:在金属元素中,只有水银的原子和原子的结合弱。

  原子之间结合的强弱取决于每个原子中的电子结构。原子是以原子核为中心,而电子则是按各自的轨道独立地运动。电子从接近原子核的轨道开始按其规定数有序地进入轨道。

   纯金属晶体是由相同的金属元素构成的,位于轨道最外侧的电子脱离原子后就被相关的原子所共有(金属结合)。一般情况下,当金属结合在最外侧的轨道具有呈半满状态的电子结构时最强。这种电子结构容易从其轨道上飞出,而且从周围的原子中飞出的电子容易潜入轨道,能形成很强的结合。

  尽管是相同的金属,但水银的电子结构却不同。水银的电子结构在最外侧的轨道中处于饱和状态,虽然电子也能飞出,但没有可承接它的轨道。因此电子一个也进不去,只 好抓住高能量的空轨道进行结合,而且是很弱的结合。在周期表中,水银属ⅡB族,其它还有锌和镉,它们都具有与水银相同的电子结构,结合也很弱。

  那么,同属ⅡB族的锌和镉在常温下呈固体,为什么仅水银呈液体呢?

  锌、镉、水银位于周期表的下方,越往下带有电子的最外侧的轨道与其上一层的轨道间隔越大,因此即使结合也是很弱的结合。由于水银的结合比锌和镉更弱,所以在常温下呈液体。

(责任编辑:化学自习室)
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