Powerofdreams

Gündelik Sorular -12- Acaba civanın sıvı olmasının nedeni nedir?

Civa periyodik tablonun tek sivi elementi olmasa da (Br2 da sividir ama bromun element halinde degil de di atomik molekül halde olmasi ayri bir konu), tek sivi metalidir (oda sicakliginda). Civanin sivi olmasinin en basit aciklamasi, atomlar arasindaki bagin zayif olmasidir ama bu da cok yetersizdir ki insanin aklina neden zayif sorusu gelir bir anda ki cok da makul bir sorudur.

Öncelikle belki, diger metallerin neden kati oldugundan bahsetmekte yarar var. Metallerin bircok özelliginin aciklamakta faydali olan metal iyon denizinde yüzen serbest elektronlar teorisi oldukca faydalidir. Söyle ki, metallerin degerlik elektronlari, metaller tarafindan ortaklasa kullanilabilir ve bu bir nevi atomlar arasi serbest elektron transferine yol acar. bu da metallerin isi ve elektrik iletkenligini gayet guzel bir sekilde aciklar. Bunun cok da detayina inmeden civaya gelecek olursak, civanin en distaki 6s2 elektronlari,"göreceli büzülme" denen bir olayla, atomun merkezine cok daha yakin durmakta ve diger civa atomlari ile paylasilmasina engel olmaktadir. Metallerin elektron paylasamamasi da atomlar arasi bagi zayiflatmakta bu da atomlarin daha serbest hareket edebilmesi yani, sivi fazla olmasi anlamina gelmektedir. Atomlar ya da moleküler arasi baglar ne kadar zayifsa, o madde o kadar kolay erir ya da kaynar. Bu sefer ayni büzülmenin neden civanin bir üst periyodunda bulunan kadmiyumda görülmedigi sorusu akla geliyor. Kadmiyumun, erime noktasi da diger metallere göre oldukca düsük ve yaklasik 300 °C. Kadmiyumun bir üst periyodundaki bakirin erime noktasi ise yaklasik 400 °C. Bu durumda, atomun büyümesi ile bu büzülmenin arttigi ve , onun sivi olmasini saglayacak kadar etkili oldugu düsünülebilir. Civanin bir alt periyodundaki atoma baktigimizda yapay olarak elde edilen 112 atom numarali, Ununbiyumu görüyoruz ki, radyoaktif olmasi ve 240 mikrosaniye gibi bir yarilanma süresi olmasi nedeniyle fiziksel hali ölcülememistir ama sivi oldugu tahmin edilmektedir. Sonuc olarak son yörüngesindeki elektronlar 4s2, 5s2, 6s2 ve 7s2 olan elementlerin, atomlar arasi büzülme etkisi nedeniyle zayif olmakta ve bu etki atom capi arttikca artmaktadir. Bu etkinin atom capi arttikca artmasinin ise nedenini tam olarak bilemiyorum.

yeturkmenin de bu konuda söyle bir cevabi vardi.

Elimde Relativistic Effects in Structural Chemistry (Chemical Reviews, 1988, Vol.88, 563-594) diye görelilik kanununun kimyasal kavramlar-yapilar üzerine etkisini inceleyen bir makale var. Makale derleme (review) bir makale, zaten gayet de uzun, o makalenin sonunda Further Possible examples and Open Problems adli bir bölümde söyle bir paragraf var:

Mercury being a liquid at room temperature, a fact attributed to the relativistic contraction of the filled 6s2 shell, one may ask, why is galium a liquid (Tm= 29.8 °C, despite a high Tb= 671 °C). Perhaps the best answer is that already its crystal structure is very complicated.....

Paragraf böyle devam ediyor ve civa'nin durumuna iki makaleyi referans olarak vermis. Eger biraz daha ayrintili bilgi istiyorsaniz

-Pyykkö, P. Adv. Quantum Chem., 1978, 11, 353 -Pitzer, K. S. S. Acc. Chem. Res., 1979, 12, 271
-Pyykkö, P., Desclaux J.P., Acc. Chem. Res, 1979, 12, 276