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    山東化學化工學會

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    為何金屬元素中只有水銀在常溫下呈液態?

    瀏覽次數: 342   發布時間:2017-07-04 14:09:49   發布人:editor

       金屬元素的特點是在常溫下一般都呈固體狀態,但為什么只有水銀在常溫下呈液體狀態呢?對這個問題日本東京大學工學部應用化學科的御園生成教授解釋說:在金屬元素中,只有水銀的原子和原子的結合弱。

      原子之間結合的強弱取決于每個原子中的電子結構。原子是以原子核為中心,而電子則是按各自的軌道獨立地運動。電子從接近原子核的軌道開始按其規定數有序地進入軌道。

      純金屬晶體是由相同的金屬元素構成的,位于軌道最外側的電子脫離原子后就被相關的原子所共有(金屬結合)。一般情況下,當金屬結合在最外側的軌道具有呈半滿狀態的電子結構時最強。這種電子結構容易從其軌道上飛出,而且從周圍的原子中飛出的電子容易潛入軌道,能形成很強的結合。

      盡管是相同的金屬,但水銀的電子結構卻不同。水銀的電子結構在最外側的軌道中處于飽和狀態,雖然電子也能飛出,但沒有可承接它的軌道。因此電子一個也進不去,只好抓住高能量的空軌道進行結合,而且是很弱的結合。在周期表中,水銀屬ⅡB族,其它還有鋅和鎘,它們都具有與水銀相同的電子結構,結合也很弱。

      那么,同屬ⅡB族的鋅和鎘在常溫下呈固體,為什么僅水銀呈液體呢?

      鋅、鎘、水銀位于周期表的下方,越往下帶有電子的最外側的軌道與其上一層的軌道間隔越大,因此即使結合也是很弱的結合。由于水銀的結合比鋅和鎘更弱,所以在常溫下呈液體。

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