Aunque la cuestión ha sido parcialmente contestada, es una excelente referencia sobre este tema que sin duda le dará algunas de las profundidades, y no de manera profunda los conocimientos necesarios para comprender la respuesta a esta pregunta.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed068p110
Sin embargo, tanto la contracción de la s(1/2) de los orbitales predicho por la ecuación de Dirac, y el relleno de valencia shell de Hg son las principales causas de la extraña propiedades físicas de Hg. Sin embargo, hay otros efectos que deben ser considerados y el papel de arriba es bastante claro al respecto.
Permítanme reformular en orden para hacer las cosas más claras y específicas:
La razón de líquido Hg puede ser dicho de manera muy simple: los electrones más externos de Hg (6s2) que participan en los enlaces metálicos son "menos" a la unión (que puede ser observado, por ejemplo, mirando las energías de enlace de los grupos de Hg, dímeros, etc), a continuación, otros metales comunes, y por lo tanto la interacción entre átomos de Hg es mucho menor en comparación con otros de metal-metal de los bonos. La explicación para el "menos disponibilidad" de los electrones 6s es la contracción de los orbitales 6s, causado por las altas velocidades alcanzadas por los electrones. Este efecto es puntualmente lo predicho por la ecuación de Dirac. Ahora, uno podría preguntar: ¿qué acerca de Au? Tiene 6 electrones y es muy estable de metal sólido, lo que significa que las formas fuertes enlaces metálicos con otros átomos de oro. La pregunta entonces se convierte en ser, lo que hace que los enlaces metálicos fuertes en oro y débil en el Hg? Y, aquí viene la indispensable valencia shell argumento: el oro tiene un solo electrón en su orbital 6s, mientras Hg tiene dos electrones en el orbital 6s. Resulta que esto crea una gran diferencia en el enlace: podemos usar un simple cualitativa orbital molecular argumento para entender por qué. Imaginemos que una simple imagen de la unión entre dos átomos Au, de tal manera que sólo el 6 electrones de cada átomo contribuye a la unión. Que de ser cierto, de 2 meses se forman en el proceso de vinculación, y el 6 de electrones de cada átomo ocupa la unión orbital, mientras que el antibonding MO está desocupada. La unión MO tiene una menor energía que los orbitales 6s, que estabiliza el dímero, mientras que el antibonding tiene una mayor energía que los orbitales 6s, lo que es desfavorable para un bono a la forma. Para la Ua, como ya hemos visto los electrones 6s sería en la unión orbital y el enlace metálico sería favorable. Ahora, este esquema es fácilmente extensible para Hg, y la sorpresa aquí es que desde el 6 de Hg tiene 2 electrones, en orden de Hg para dimerizar, 2 electrones de nuestro modelo simplificado iría a la unión orbital molecular, mientras que los otros dos estarían en el antibonding orbital molecular. Por lo tanto, el efecto estabilizador generada por los electrones en la unión de los orbitales ahora es sorteada por la desestabilización provocada por los dos electrones en antibonding orbitales moleculares. En estas circunstancias, el enlace metálico sería desfavorable y la interacción entre los átomos de Hg será débil, es decir, la dispersión probablemente dominar. Por la ampliación de estas argumentos a un número mucho mayor de átomos de Hg podemos ver que a temperatura ambiente sólido de Hg no serían estables, al igual que un montón de otros sistemas en los que los componentes interactúan principalmente a través de fuerzas de van der Waals.
Una pregunta que podría surgir a partir del análisis anterior es la razón por la cadmio o zinc que han 5s y 4s orbitales llenos son sólidos a temperatura ambiente, y la razón es que en este caso la s orbitales no sufren apreciable contracción relativista, y por lo tanto no es desfavorable para estos átomos para generar sólidos en los que los electrones que participan en los enlaces metálicos. Podemos notar que la Hg(2+)-Hg(2+) es bastante estable de iones en el que el Hg(2+) también se han llenado de conchas (a pesar de que el 6s orbitales están desocupadas ahora). La razón para este último caso es el más externo de valencia subshell es la 5d, con 10 electrones. Este subshell es mucho más difusa que la de 6 shell y los efectos relativistas son opuestas, es decir, el d de los orbitales que se extendió comparar a la no-relativista caso, y por lo tanto, los electrones serían más fácilmente que participan en interionic de unión, incluso si se llevan a cabo por la dispersión de fuerzas, ya que la polarizabilidad de Hg2+ es mucho más grande en comparación con Hg.
De los argumentos anteriores se derivan de un modelo simplificado, pero otras más complejas, basadas en esos podrían ser fácilmente derivados. Sé que hay puntos débiles, pero como se señaló en mis comentarios, hechos experimentales y los cálculos de convergencia con las explicaciones, y el papel que se hace referencia arriba muestra una parte de esto en más profundidad, e incluso explica otros interesantes efectos relativistas como la "inerte par efecto" que la química en general los profesores les encanta hablar, pero en la mayoría de las veces, no sabe lo que realmente es.
