Mercurio (elemento Chimico) - Wikipedia

Proprietà fisiche

Il mercurio è un metallo di transizione dalla tipica colorazione bianco-argentea. Rispetto ad altri metalli, è un conduttore scarso di calore, ma un buon conduttore di elettricità. Allo stato solido, il mercurio è molto duttile e tenero (si può tagliare con un coltello). Il punto di solidificazione di questo elemento è intorno ai −38,83 °C, mentre il punto di ebollizione si aggira al di sopra dei 356 °C, valori che sono insolitamente bassi per un metallo. Difatti il mercurio è l'unico metallo liquido anche a temperatura ambiente (recentemente si suggerisce l'esistenza allo stato liquido anche dell'elemento successivo del gruppo 12: il copernicio).

Sebbene queste caratteristiche siano in parte dovute a effetti relativistici e di dominio della fisica quantistica, possiamo riassumere la spiegazione come segue: il mercurio ha una forza di coesione maggiore della forza di adesione, ovvero una configurazione elettronica unica nella quale gli elettroni riempiono tutti gli orbitali disponibili fino al 6s. Poiché questa configurazione resiste fortemente alla rimozione di un elettrone, il mercurio ha la tendenza a comportarsi quasi come un gas nobile formando legami deboli e fondendo a temperature basse (significa, per l'appunto, che basta una minore agitazione termica per spezzare i legami). Un'ulteriore conferma di questa attitudine insolita deriva dal fatto che il mercurio evapora formando un gas monoatomico, proprio come i gas nobili. Si rende dunque necessaria la sua conservazione sotto toluene o altre sostanze che ne impediscano la dispersione nell'ambiente.[2]

La stabilità dell'orbitale 6s è dovuta alla presenza di un orbitale riempito 4f. Infatti sappiamo che gli orbitali f sono abbastanza interni e dunque la loro azione schermante contro la carica nucleare è piuttosto scarsa, dunque il raggio atomico diminuisce (come avviene nella contrazione lantanoidea). Per gli altri elementi del gruppo (lo zinco e il cadmio) gli alti punti di fusione ed ebollizione sono dovuti alla presenza di un guscio f incompleto.

L'oro, che si trova a sinistra del mercurio nella tavola periodica, è costituito da atomi con un elettrone in meno nell'orbitale 6s. Questi elettroni vengono più facilmente rimossi e sono condivisi tra i vari atomi di oro i quali, in questo caso, possono formare saldi legami metallici.

Il motivo per cui, invece, il mercurio risulta tenero e duttile è da ricercare negli elettroni del guscio d che, essendo completo, difficilmente tende a formare dei legami e quindi i suoi elettroni non vengono messi in gioco.[2]