2液态 　　原子中,电子在核的一旁飞快地运动.在核电荷数很大的原子即重原子中,强大的核电荷役使内层电子运动速度快到堪与光速相比,相对论效应影响随即而生.不过,由于原子、分子的化学性质主要由价电子决定,以致直到1970年之前人们还普遍认为相对论纯属于物理界的事,同化学没什么关系. 　　70年代末,出现了超级计算机,含相对论效应的量子化学计算方法顿作劲疾发展.从此相对论同化学之间的直接联系得以洞识,人们的看法也为之一改.本文所介绍的一些研究结果旨在表明:相对论效应对重原子以及含重原子的分子、原子簇的化学、光谱性质具有实质影响. 　　相对论效应源自重原子内层电子的运动速度.当内层s电子的运动速度达到堪与光速相比的程度时,根据Einstein相对论公式,电子的质量会相应增加并引起内层电子轨道收缩. 　　例如:金的1s电子的运动速度达到了光速的65%.相对论效应造成1s轨道的收缩同时致使外层的6s轨道也发生收缩并趋于稳定.正是由于6s轨道的收缩及稳定化使得金的5d同6s之间的能带间隙变狭到仅为214eV,而银的4d同5s的能带间隙却高达315eV.于是,金在可见光范围内吸收兰光,闪烁出黄灿灿的金色.这迥异于一般金属的金黄色正是相对论效应造成6s轨道收缩从而对金的颜色起了重要影响的反映. 　　表现出相对论效应影响的另一例子是汞的状态.作为金属的汞在常温下却离奇地以液态存在. 　　上述的相对论收缩效应理论能为这一不寻常的现象提供解释.与金相仿,汞的6s轨道在收缩的同时并趋于稳定化导致了一种称之为“惰性对”效应:汞的6s2壳层在成键过程中呈现惰性.可以看到汞的6s26p激发能远远超过镉和锌的相应激发能.按照一般周期规律,能量间隔(ns2)1S-(ns1np1)1P应随主量子数增加而减小. 　　所以,由锌到镉能量间隔变小原在预料之中.然而由镉到汞该能量间隔一反而陡然增加. 　　这里可以再次看到正是相对论收缩效应致使全满的6s2壳层安然稳定,于是汞的6s26p能量间隔骤增.只要得不到所需的激发能,具有惰性6s2壳层的汞原子之间就无法形成强键.基态Hg2仅靠vanderWaal力相互维系,所以金属汞在常温下呈液态.