相对论在水星的流动性

为什么汞液体在室温下吗?如果你问这个问题在课堂上你可能会被告知相对论影响重金属的轨道,感染他们,改变他们的债券。然而,第一个证据,这个解释是正确的才刚刚出版。

领导的一个国际研究小组彼得Schwerdtfeger新西兰奥克兰梅西大学的量子力学计算的金属的热容包括或不包括相对论效应。他们表明,如果忽略相对论在进行计算时,汞的预测的熔点是82°C。但是如果他们包括相对论效应回答密切匹配的实验价值-39°C。

相对论指出对象得到他们搬重的越快。在原子,最内层电子的速度与核电荷有关。细胞核越大就越静电吸引和更快的电子移动避免落入。所以,当你沿着周期表这些1 s电子得到越来越快,因此重,导致原子的半径缩小。这稳定轨道,也有自己相对的性质,而别人不稳定。这种相互作用意味着等重元素汞和黄金,外层电子稳定下来。在水星的情况下,与其邻国之间形成债券汞原子,电子保持与自己的核,和较弱的原子间力如范德华键原子聚集在一起。

长时间的到来

在1960年代,Pekka Pyykko大学,现在芬兰赫尔辛基发现黄金的颜色是相对论效应的结果。他表明,低能量水平的黄金的6 s轨道意味着激发一个电子所需要的能量的5 d带位于可见光而不是紫外线光的范围。这意味着黄金吸收蓝光,同时反映出黄色和红色的光,这给了金属色调特征。如果两个波段的能量是没有包括相对论效应,计算所需的能量大得多。相对论的影响后来的进一步计算显示颜色和债券长度的重金属化合物,以及它的重要性在催化。然而,低熔点的水星仍可能只被描述为“可能”由于相对论效应。

”挥挥手,投机级别,这个想法(相对论影响汞的熔点)已经存在自1970年代后期,“Pyykko解释道,他并没有参与这项工作,“但这是第一个定量证据。”

尤其是Schwerdtfeger的团队,一直致力于几十年的问题。延迟的原因,他解释说,直到最近电脑无法完成团队表现得强大的计算。“很多电脑时间是必需的,”他补充道,“和现在所使用的算法更有效。

除了成为教科书,这个工作肯定会做,Schwerdtfeger希望通过表明他的方式是可以用来计算其他金属的熔点系统。

但更重要的是,下次老师会问关于相对论的最引人注目的例子之一,他们会知道有证据来支持他们的解释。