Ausschließlich relativistisch: Periodische Trends in den Schmelz‐ und Siedepunkten der Gruppe 12

Abstract Quantenchemische Simulationen können unser Verständnis für Phasenübergänge verbessern, sind aber oft zu teuer für die schwereren Elemente, die eine relativistische Behandlung erfordern. Zur Lösung dieses Problems haben wir einen indirekten Ansatz entwickelt: eine präzise, inkrementelle Berechnung der absoluten Gibbs‐Energien für den Festkörper und die Flüssigkeit mit einem relativistischen Hamiltonian, die eine exakte Bestimmung der Schmelz‐ und Siedepunkte (MPs und BPs) ermöglicht. Hier wenden wir diesen Ansatz auf die Gruppe‐12‐Elemente Zn, Cd, Hg und Cn an, deren bekannte MPs und BPs wir mit einer mittleren absoluten Abweichung von nur 5 % bzw. 1 % berechnen, während wir den zuvor vorhergesagten flüssigen Aggregatzustand von Cn bestätigen. Ohne die Berücksichtigung relativistischer Effekte erhalten wir überraschend ähnliche MPs und BPs von 650±30 K und 1250±20 K für alle Elemente, was darauf hindeutet, dass die periodischen Trends in dieser Gruppe ausschließlich relativistischer Natur sind.