碘是固体……大家都有说，查了一下汞是液体的原因，希望有帮助原子中, 电子在核的一旁飞快地运动。在核电荷数很大的原子即重原子中, 强大的核电荷役使内层电子运动速度快到堪与光速相比, 相对论效应影响随即而生。不过, 由于原子、分子的化学性质主要由价电子决定, 以致直到1970 年之前人们还普遍认为相对论纯属于物理界的事, 同化学没什么关系。 70 年代末, 出现了超级计算机, 含相对论效应的量子化学计算方法顿作劲疾发展。从此相对论同化学之间的直接联系得以洞识, 人们的看法也为之一改。本文所介绍的一些研究结果旨在表明: 相对论效应对重原子以及含重原子的分子、原子簇的化学、光谱性质具有实质影响。 相对论效应源自重原子内层电子的运动速度。当内层s 电子的运动速度达到堪与光速相比的程度时, 根据einstein 相对论公式, 电子的质量会相应增加并引起内层电子轨道收缩。 例如: 金的1s 电子的运动速度达到了光速的65%。相对论效应造成1s 轨道的收缩同时致使外层的6s 轨道也发生收缩并趋于稳定。正是由于6s 轨道的收缩及稳定化使得金的5d 同6s 之间的能带间隙变狭到仅为214ev , 而银的4d 同5s 的能带间隙却高达315ev 。于是, 金在可见光范围内吸收兰光, 闪烁出黄灿灿的金色。这迥异于一般金属的金黄色正是相对论效应造成6s 轨道收缩从而对金的颜色起了重要影响的反映。 表现出相对论效应影响的另一例子是汞的状态。作为金属的汞在常温下却离奇地以液态存在。 上述的相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释。与金相仿, 汞的6s 轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性对”效应: 汞的6s2 壳层在成键过程中呈现惰性。可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能。按照一般周期规律, 能量间隔(n s2) 1s- (n s1np 1) 1p 应随主量子数增加而减小。 所以, 由锌到镉能量间隔变小原在预料之中。然而由镉到汞该能量间隔一反而陡然增加。 这里可以再次看到正是相对论收缩效应致使全满的6s2 壳层安然稳定, 于是汞的6s26p 能量间隔骤增。只要得不到所需的激发能, 具有惰性6s2 壳层的汞原子之间就无法形成强键。基态hg2 仅靠van der waal力相互维系, 所以金属汞在常温下呈液态。
