¿Por qué el mercurio es líquido?

Los químicos suelen despreciar los efectos relativistas cuando resuelven los problemas que se presentan en su ciencia: no los consideran cuando analizan la estructura de las moléculas o de las grandes agrupaciones de átomos, ni cuando intentan comprender las distintas reacciones químicas. La excepción a la norma tiene que ver con una pregunta que desde la antigüedad ha intrigado a los alquimistas antaño y a los químicos hogaño ¿Por qué el mercurio, único entre todos los metales, es líquido a la temperatura habitual del ambiente?

El cinc, el cadmio y el mercurio deberían ser semejantes porque pertenecen a la misma familia de elementos químicos; pero los dos primeros, en contraste con el tercero, son sólidos. Otra característica singulariza al azogue, el otro nombre del mercurio: es diez veces menos conductor que los demás metales (aunque, comparado con los elementos no metálicos, se califique como buen conductor). ¿A qué se deben estas propiedades? De acuerdo con la teoría especial de la relatividad, la masa de un objeto aumenta cuando lo hace su velocidad. Para elementos ligeros como el hidrógeno la velocidad de su electrón es insignificante comparada con la luz y por ello se pueden despreciar los efectos relativistas. No sucede lo mismo con los dos electrones más internos del mercurio: se mueven aproximadamente al cincuenta y ocho por ciento de la velocidad de la luz, por lo que su masa se vuelve un veintitrés por ciento mayor; este aumento hace que el radio atómico disminuya el veintitrés por ciento. La contracción relativista, combinada con la estabilidad adquirida debido al llenado completo de sus orbitales, impide que el átomo comparta sus electrones más externos y que, por lo tanto, pueda formar enlaces fuertes con otros átomos. El estado líquido se deberá, entonces, a que las uniones entre los átomos son débiles. Los razonamientos cualitativos hay que demostrarlos con números: había que confirmar que estos sutiles cambios en el radio atómico implicaban profundas mudanzas en las propiedades físicas; para hacerlo los científicos se propusieron predecir de una forma teórica la temperatura a la cual el mercurio funde. Un grupo de químicos liderados por Florent Calvo efectuó los cálculos en 2013: primero excluyeron la relatividad, después la consideraron. Los resultados resultaron concluyentes: en el primer caso el valor real y el calculado se diferenciaban en cien grados, en el segundo, el valor teórico concordaba con el real. Nada más hay que añadir.