Divulgación Duda sobre el mercurio

[ignorante]

Hola camaradas. Quiero compartirles la siguiente duda: ¿Por qué el mercurio (a diferencia de los otros metales) es líquido en condiciones ambientales? ¿Hay algo en la estructura atómica del mercurio que explique este hecho?

Saludos cordiales y gracias por sus respuestas.

[ignorante]

Re: Duda sobre el mercurio

Dado que mi duda no ha tenido respuesta, solicito amablemente a la Administración del foro que mi hilo sea movido a otro espacio para ver si tiene más suerte. Muchas gracias.

[arivasm]

Re: Duda sobre el mercurio

La pregunta está en el foro adecuado. Otra cosa es que alguien sepa la respuesta o que sea capaz de contarlo para el nivel de divulgación que se supone que tiene tu pregunta.

Veo en wikipedia lo siguiente:

Su estado líquido en condiciones estándar nos indica que su enlace metálico es débil y se justifica por la poca participación de los electrones 6s² a la deslocalización electrónica en el sistema metálico (efectos relativistas).

Como sabes, los estados de agregación dependen del tipo de enlace presente. En el caso de los metales se produce uno muy especial, algo así como un enlace covalente gigantesco que se extiende por toda la substancia dando lugar bandas electrónicas que son las responsables de las características propiedades de los metales.

Ahora bien, en el caso del mercurio la estructura resultante es algo más débil (las energías implicadas son menores que en el resto de los metales). Pero como puedes intuir por el fragmento anterior, la explicación no es precisamente sencilla. Por supuesto, podemos recurrir al enfoque (un tanto cínico, pero no por ello menos realista) de que es lo que sale al aplicarse la Mecánica cuántica (y encima, no basta con la no relativista!).

Te aseguro que no es tan infrecuente que los resultados que proporciona la Mecánica cuántica no encajen en las "explicaciones" sencillitas que nos dan en las clases de Química, maquilladas de reglas flojitas (del tipo "esto es así porque este átomo es más electronegativo que este otro" o "los orbitales se superponen de lado" -cuando no peores, como la regla del octete-). De todos modos, está claro que el tema de tu, sin duda interesante, pregunta es de los que más se salen de ese juego.

Es más, los metales son un verdadero clásico de las "excepciones". No tienes más que mirar sus estructuras electrónicas y verás que muchos de ellos casi que no cumplen (o lo hacen malamente) las reglas de construcción. No es casualidad que el medio de la tabla periódica apenas ocupe lugar en las clases de Química*.

*Soy licenciado en Química y en Física. Tengo la sensación de que si acumulo el tiempo que dedicaron mis profesores de ambas titulaciones a esa zona del sistema periódico (dejando de lado los modelos de enlace metálico y de conducción -me refiero a entrar en los detalles de predecir el comportamiento de esos elementos-) apenas llenaría un par de horitas...

En cualquier caso, sé que en este foro participa gente con muy buena formación. A ver si tenemos suerte y alguien aporta algo más. Seguro que seremos muchos los que agradeceremos una respuesta.

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Hojeando más, leo lo siguiente en la wikipedia inglesa. Quizá nos aporte una visión tolerable:

Mercury has a freezing point of −38.83 °C and a boiling point of 356.73 °C,^[5][6][7] both exceptionally low for a metal, and it is the only elemental metal known to melt at a generally cold temperature. A complete explanation of this delves deep into the realm of quantum physics, but it can be summarized as follows: mercury has a unique electron configuration where electrons fill up all the available 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, and 6s subshells. Because this configuration strongly resists removal of an electron, mercury behaves similarly to noble gas elements, which form weak bonds and hence melt at relatively low temperatures. The stability of the 6s shell is due to the presence of a filled 4f shell. An f shell poorly screens the nuclear charge that increases the attractive Coulomb interaction of the 6s shell and the nucleus (see lanthanide contraction).

Para los que se defiendan mal con el inglés:

El mercurio tiene un punto de congelación de −38.83 °C y un punto de ebullición de 356.73 °C, ambos excepcionalmente bajos para un metal, y es el único elemento metálico conocido que está fundido a bajas temperaturas. Una explicación completa de ello requiere profundizar en el ámbito de la física cuántica, pero se puede resumir del siguiente modo: el mercurio tiene una configuración electrónica única, en la que los electrones completan todas las subcapas disponibles 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d, y 6s. Debido a esta configuración resiste fuertemente la extracción de un electrón, de manera que el mercurio se comporta de un modo semejante al de los gases nobles, que forman enlaces débiles, y en consecuencia funde a temperaturas relativamente bajas.

La estabilidad de la capa 6s se debe a la presencia de una capa 4f llena. La capa f apantalla escasamente la carga nuclear, lo que aumenta la interacción coulombiana entre la capa 6s y el núcleo (véase la contracción lantánida).

[carroza]

Re: Duda sobre el mercurio

Hola. Completando la explicación de arivasm, puede ser util la página sigiente

http://www.periodictable.com/Propert...nt.st.log.html

Viendo los puntos de fusion de todos los elementos, no se ve tan raro el Hg