ESTADO FÍSICO

Por que o Mercúrio é líquido?

As ligações químicas presentes nos metais são intensas o suficiente para manterem esses elementos no estado sólido à temperatura ambiente, em estruturas bem organizadas e compactas.

No caso do Mercúrio (Hg), questões relacionadas à distribuição dos elétrons em seus átomos (todos os subníveis completos) e fenômenos relativísticos interferem no tipo de ligação e fazem com que algumas propriedades metálicas não sejam muito acentuadas.

Entre elas, os pontos de fusão e ebulição (temperaturas em que as substâncias passam, respectivamente, do estado sólido para o líquido e do estado líquido para o gasoso) com valores mais baixos que o esperado para um metal.

Quando compararmos o Mercúrio com o Ouro (Au), dois elementos vizinhos no mesmo período da Tabela Periódica, descobrimos diferenças significativas entre suas propriedades e essas diferenças sinalizam que as forças de ligação são muito mais fracas no Hg do que no Au.

Efeito relativístico:

Os efeitos relativísticos são importantes para partículas que se movem rapidamente (elétrons, por exemplo). Já se sabe, há algum tempo, que os efeitos relativísticos podem influenciar fortemente muitas propriedades químicas dos elementos mais pesados.

Os elétrons que orbitam o núcleo se movem numa velocidade proporcional à carga nuclear. Quando o núcleo atômico tem muitas partículas, os elétrons das camadas mais internas se movem numa porcentagem significativa da velocidade da luz. Essa alta velocidade faz os elétrons se comportarem como se tivessem mais massa e eles ficam ainda mais próximos ao núcleo.

No caso do mercúrio, o efeito relativístico promove uma contração no orbital 6s e a consequência é que os 2 elétrons aí localizados se tornam menos disponíveis para efetuar ligações. Como consequência, a energia necessária para retirar um elétron na última camada aumenta.

Essa menor disponibilidade dos elétrons para efetuar ligações se reflete na menor interação entre seus átomos: a densidade é menor que a esperada, o ponto de fusão é baixo, a condutividade elétrica é menor e seus átomos não formam Hg₂ na fase gasosa.

Fontes: