MENGAPA RAKSA BERUPA CAIRAN PADA TEMPERATUR KAMAR

Raksa merupakan satu-satu logam yang berbentuk cairan pada temperatur kamar. Hal ini tentu sangat berbeda dengan logam lainnya. Berdasarkan hukum kereriodikan, pada temperatur ruang seharusnya raksa merupakan padatan karena unsur diatasnya dalam satu golongan yaitu zink (Zn) dan kadmium (Cd), merupakan padatan. Demikian pula unsur-unsur disebelahnya dalam periode yang sama, yaitu emas dan talium (Ti) juga merupakan padatan.

Logam zink dan kadmium memiliki titik lebut 419,6 dan 320,9 °C. Berdasarkan triade Dobereiner, raksa seharusnya memiliki titik lebur sekitar 222 °C. Dalam kenyataan titik lebur raksa adalah -38,86 °C.

Alasan raksa mengapa raksa merupakan zat cair pada temperatur kamar belum sepenuhnya dipahami. Salah satu alasan yang mungkin dapat digunakan adalah berdasarkan teori relativitas dari Einstein. Berdasarkan teori tersebut, massa suatu partikel adalah bertambah besar dengan semakin bertambahnya kecepatan gerak pertikel tersebut. massa partikel dalam keadaan bergerak disebut massa relatif (relative mass, m_rel), sedangkan massa dalam keadaan diam disebut dengan massa diam (rest mass, m_rest). Hubungan antara massa relatif dengan massa diam dinyatakan dengan persamaan berikut.

dengan v merupakan kecepatan partikel dan merupakan kecepatan cahaya.

Baik atom Hg maupun atom H memiliki orbital 1s yang terisi elektron. menurut Bohr kecepatan relatif (vrel) elektron pada orbital 1s atom hidrogen adalah 127 kali kecepatan cahaya apabila elektron tersebut mengorbit dengan jari-jari orbit 53 pm. Untuk atom dengan muatan inti yang lebih besar maka kecepatan relatif elektron pada orbital 1s harus semakin besar agar elektron tersebut tetap berada pada orbit stasioner. Kecepatan relatif elektron pada orbital 1s dinyatakan dengan persamaan berikut.

Dengan Z adalah nomor atom unsur. raksa Z = 80 menghasilkan massa relatif sebesar 1,23 kali massa diamnya, mrel = 1,23 x mres. Bertambahnya muatan inti menyebabkan jari-jari orbit dari elektron pada orbital 1s atom raksa menyusut menjadi 0,77 kali jari-jari orbit elektron pada orbital 1s atom hidrogen. Karena semua orbital dalam satu atom sifatnya harus ortogonal satu dengan terhadap yang lain, maka penyusutan jari-jari orbit elektron pada orbital 1s atom Hg akan diikuti dengan menyusutnya jari-jari orbit elektron-elektron pada orbital-orbital lainnya.

Pada keadaan dasar raksa memiliki konfigurasi elektron Hg: [Xe] 4f4 5d10 6s2. Akibat efek relativitas maka dua elektron pada orbital 6s atom raksa tertarik kuat oleh inti atomnya dan tidak memberikan distribusi yang besar terhadap pembentukan ikatan logam antara atom-atom raksa. Dengan kata lain dua elektron pada orbital 6s atom-atom Hg dapat dianggap sulit untuk membentuk awan atau lautan elektron. karena awan elektron sulit terbentuk maka daya hantar listrik logam raksa kecil. Hal ini didukung oleh daya hantar listrik logam raksa yang harganya relatif kecil dibandingkan daya hantar listrik-logam tetangganya. Daya hantar listrik dari logam-logam Zn, Cd, Hg, Au dan Ti pada 298 K dapat dilihat pada tabel.

Logam	Daya hantar listrik (Ω‾1 cm‾1)
Zn Cd Hg Au Ti	1,6 x 10‾5 1,62 x 10‾5 0,11 x 10‾5 4,67 x 10‾4 0,61 x 10‾5

Sulitnya elektron-elektron pada orbital 6s atom-atom Hg membentuk awan elektron menimbulkan anggapan bahwa logam raksa tersusun dari atom-atom raksa, bukan terdiri dari ion-ion Hg²⁺ yang disekitanya terdapat awan atau lautan elektron.

Anggapan bahwa logam raksa terdiri atas atom-atom Hg, bukannya spesies-spesies yang lain seperti molekul-molekul Hg₂, dapat diterangkan berdasarkan teori orbital molekul. Bila ada dua atom Hg berinteraksi maka akan diperoleh orbital molekul Hg₂, diagram orbital molekul Hg₂ seperti ditunjukan pada gambar.

Berdasarkan gambar di atas maka Hg₂ memiliki orbital nol. Artinya Hg₂ tidak terbentuk. Hal ini menunjukan bahwa logam raksa dapat dianggap terdiri dari atom-atom Hg, bukannya molekul-molekul Hg₂.

Atom-atom Hg dalam logam raksa dapat dianggap bersifat nonpolar. Atom-atom tersebut dapat dianggap berinteraksi satu dengan yang lainnya melalui gaya london. Gaya london tersebut adalah lemah sehingga atom raksa memiliki titik lebut yang rendah pada temperatur ruang, sehingga Hg berupa cairan pada temperatur ruangan.

Catatan:

Penjelasan di atas hanya berupa anggapan dan belum dipahami benar mengapa raksa berbentuk cair pada temperatur kamar.