چرا جیوه در دمای اتاق مایع است | توضیح نقطه ذوب پایین جیوه با نسبیت خاص آلبرت انیشتین

مایع بودن جیوه در دمای اتاق و اثر نسبیت خاص آلبرت انیشتین بر ساختار الکترونی آن

جیوه یکی از فلزات غیرمعمول است که در دمای اتاق مایع باقی می‌ماند و نقطه ذوب بسیار پایینی دارد. این ویژگی با سایر فلزات واسطه در جدول تناوبی متفاوت است. جیوه، همراه با روی و کادمیوم، در گروه ۱۲ فلزات واسطه قرار دارد که دارای لایه‌های الکترونی s و d کاملاً پر شده هستند. به همین دلیل، واکنش‌پذیری این فلزات کم است و پیوند فلزی آن‌ها به قدرت سایر فلزات واسطه نمی‌رسد، بنابراین نقطه ذوب پایین‌تری دارند.

با این حال، نقطه ذوب پایین جیوه تنها با این توضیح توجیه نمی‌شود و برای درک کامل آن باید از نسبیت خاص آلبرت انیشتین استفاده کرد. اتم جیوه دارای ۸۰ پروتون و نسبتاً سنگین است. این ویژگی باعث می‌شود نیروی بیشتری بر الکترون‌های لایه داخلی وارد شود و سرعت حرکت آن‌ها تا حدود نصف سرعت نور برسد. طبق نسبیت خاص آلبرت انیشتین، افزایش سرعت منجر به افزایش جرم مؤثر الکترون‌ها و در نهایت کاهش شعاع اوربیتال‌های الکترونی می‌شود.

نتیجه این فرآیند، پر شدن کامل لایه‌های s و d همراه با اثرات نسبیتی آلبرت انیشتین، کاهش قدرت پیوند فلزی جیوه و در نهایت مایع بودن آن در دمای اتاق است.

۲۴ اسفند ۱۴۰۲ | ۲۰۲۴/۰۳/۱۴

منبع: کانال تلگرامی اخلاق نشر و منابع علمی

keyboard_arrow_up