为什么是液态?要解释这个问题其实很简单,最近在《应用化学》上发表的一篇论文进行了充分的论证。让我们从头说起吧,水银是一种金属,它与金、锌、镉等金属一样在元素周期表当中。实际上水银和锌、镉在元素周期表的同一组,但是它们的属性却不一样。锌和镉在常温下并非液态,凝固点也不同于水银。水银在元素周期表上挨着金,但是它们的化学属性却截然不同。
根据狭义相对论,当物体的速度无限接近光速时,运动质量会增加,尺度会减小。根据尼尔斯玻尔的原子结构理论,电子的速度和原子序号成一定比例。对于很轻的元素比如说氢(原子序号为1),它的速度在光速面前微不足道,因此相对性可以完全无视。但是对于水银(原子序号为80)来说,这种效应就很重要了,它的电子的速度接近光速的58%,它的运动质量是静止质量的1.23倍。在玻尔的理论中,电子轨道的半径和质量成反比,这种程度的质量增加会导致轨道半径缩减23%。这种收缩会扰乱原子和电子之间的吸引性,再加上水银只占用6能级的轨道,水银中的原子和电子的吸引十分脆弱,因此呈现液态。
狭义相对论不仅可以解释水银的液态属性,还可以解释用来为什么金子为什么是黄色的,为什么银子是白色的。科学可以解释我们的日常现象,甚至是离奇现象,没有什么比发现真理更加让人兴奋了,这就是科学。(编译:连牧川)
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