¿Por qué el mercurio tiene bajos puntos de fusión y ebullición?

el Mercurio es diferente! No es tan reactivo como sus vecinos en la Tabla Periódica, no conductores de calor y electricidad, así como otros metales, y es un líquido a diferencia de otros metales. La estructura electrónica de mercurio es \ \ ce{ 4f^{14} 5d^{10} 6s^2}$, así que lo primero que notamos es que todos sus orbitales están llenos, no hay electrones no apareados en mercurio. Esto ayuda a explicar la renuencia del mercurio a reaccionar con otros materiales o a formar enlaces con otros átomos de mercurio. La mayoría de los átomos metálicos comparten sus electrones exteriores con otros átomos metálicos, de hecho, todos estos electrones metálicos» compartidos «existen como un» mar » difuso de electrones. Es la naturaleza extendida de este intercambio lo que hace que los metales sean buenos conductores de calor y electricidad. El hecho de que los electrones metálicos se compartan proporciona una fuerte interacción de unión entre átomos metálicos que da a los metales su estructura sólida. Nada de esto se aplica al mercurio. Con su configuración de electrones de concha llena, es muy reacio a formar enlaces incluso con otros átomos de mercurio.

Un efecto adicional e interesante hace que mercurio sea aún más reacio a compartir sus electrones. La relatividad especial sugiere que para núcleos más grandes (y mercurio con número atómico 80 es lo suficientemente grande como para que se aplique el efecto) los electrones comenzarán a viajar más cerca de la velocidad de la luz. A su vez, su masa aumentará y a medida que la masa aumente, el radio orbital disminuirá. El electrón está más cerca del núcleo, más atraído por el núcleo y menos disponible para unirse. Aquí hay una buena referencia que explica este efecto relativista y cómo se aplica a mercurio en un inglés sencillo y un poco más detallado.

Estos dos efectos, la cubierta exterior de electrones llena y la contracción del orbital exterior más cercano al núcleo, se combinan para hacer que el mercurio se muestre reacio a formar enlaces, incluso con otros átomos de mercurio. Es esta falta de unión de electrones entre los átomos de mercurio lo que hace que se derrita y hierva a temperaturas tan bajas.

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