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

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



水银为何能流动？

来源：光明网-国际观察频道　2014-01-09 18:53

保罗狄拉克把量子力学和爱因斯坦的狭义相对论相结合，创造出了“相对性量子力学”，这是20世纪科学史上最伟大的时刻之一。狄拉克的理论相当有用，它发现了电子的自旋现象和正电子，分析了原子的碰撞过程，开启了量子力学的新时代，它同样对化学有着非同一般的影响。这些影响并不为人所知，因为大多数化学问题的解决并不需要考虑相对效应。弄清化学键、研究分子的热力性质和化学反应速度，理解凝固蛋白质的分子胶，所有这些问题都需要计算，化学家们并不用考虑相对论。

但有一处例外，这涉及到一个古老的疑问：为什么水银在常温下是液态？水银是唯一具有这种属性的金属，人类为其着迷了几个世纪，它闪闪发光地流动着，它可以撑起一枚硬币并且神奇般地溶解其它金属，想要把它舀出来是不可能的。它可以制成温度计，为人体健康做贡献，也可以聚集在一起破坏健康。但它的液态属性最广为人知。
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）