Найти тему
Физика прекрасна

Почему все металлы твердые, а ртуть жидкая?

Начнем с того, что ртуть — тоже металл. Но металл достаточно специфический. Причем вся специфика состоит в том, что температура плавления металла равна -39 оС. То есть, в обычном состоянии, при комнатной температуре, перед нами не твердый металл в кристаллической фазе, а его расплав.

Если взять, например, свинец, при температуре более 327,5 оС, то вести он себя будет так же, как и пролитая на пол или стол ртуть. Разница в плотности и текучести, но в плане рассмотрения нашего вопроса, это детали второстепенные.

Шарики ртути. Фото canva.com
Шарики ртути. Фото canva.com

Если углубится во внутреннюю структуру ртути в твердом состоянии, то обнаружится, что никаких аномалий нет.  Ромбоэдрическая решетка характеризуется низким уровнем связей, что и определяет низкую энергию фазовых переходов. Достаточно небольшого поступления внешней энергии (освещения, нагревания, механической работы), чтобы атомы стали более подвижными и изменили расположение.

В твердом состоянии, то есть при температуре не выше –40 оС, ртуть — обычный металл, обладающий ковкостью, пластичностью, неплохой электропроводностью и способностью к сохранению приданной механической обработкой формы. Плотность металла в твердом состоянии —  1419,3 кг/м3, в жидком — 1352 кг/м3, что вполне согласуется с закономерностями фазовых переходов.

При своей высокой плотности, ртуть не только быстро тает, но и интенсивно испаряется. Кроме ртути, в жидком состоянии при комнатной температуре находится неметалл-галоген под названием бром. Он менее эффектно выглядит и не заслужил такой популярности ни у алхимиков, ни у химиков и техников. В природе — это достаточно текучая, смачиваемая жидкость буро-красного цвета.

Популярность ртути определена достаточно высокой химической активностью по отношению к металлам и галогенам, а также возможностью ее использования в быту и технике, например, в термометрах и барометрах.