译自Chem-Station网站日本版 原文链接：モナリザの新たな秘密が化学分析によって判明
翻译：炸鸡
Leonardo da Vinci is renowned to this day for innovations in fields across the arts and sciences. Now, new analyses published in the Journal of the American Chemical Society show that his taste for experimentation extended even to the base layers underneath his paintings. Surprisingly, samples from both the “Mona Lisa” and the “Last Supper” suggest that he experimented with lead(II) oxide, causing a rare compound called plumbonacrite to form below his artworks. (引用自：10月11日ACS discover chemistry)
化学空间去年曾刊登过一篇介绍著名画家伦勃朗名画《夜巡》中颜料的化学分析结果，今天化学空间为读者带来一篇关于另一名画《蒙娜丽莎》的颜料的化学分析的论文介绍。
莱昂纳多达芬奇是位人们耳熟能详的著名艺术家，他的画作《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》更是广为人知，很多人光是听到这两个画作的名字，脑海里就会浮现出画作的样子吧。直到现代，达芬奇的绘画手法仍是一个谜团，研究达芬奇的绘画技法已经成为一项重要的研究课题。现在几乎没有留下任何关于达芬奇那个年代绘画材料的线索，并且进一步研究表明，达芬奇的不同画作用的是不同的绘画材料。
在先前的研究中，通过使用micro-XRF(Micro X-ray fluorescence，微区X射线荧光光谱仪)和X射线分析，发现《蒙娜丽莎》中使用了铅颜料，并且涂料的层级组分也解析出来了。
达芬奇的《圣母子与圣安妮》的分析结果显示，Pb3(CO3)2(OH)2和PbCO3的比例差异导致了Pb3(CO3)2(OH)2板状颗粒的厚度的差异和变化(来自：Microchemical analysis of Leonardo da Vinci’s lead white paints reveals knowledge and control over pigment scattering properties)
在2007年，对从《蒙娜丽莎》画作边框脱落的样品进行了断面的SEM-EDS分析，发现青色中含有来自天青石（Na7Ca(Al6Si6O24)(SO4)(S3)·H2O）的Al、Si和K元素，从黄色中检测到了方解石（CaCO3）中的Ca元素。Pb元素从白色底层中检测出来，表明达芬奇使用了铅白（Lead white, LW）。这种LW是一种在15到19世纪的画家作品中广泛被使用的颜料，与大气中的酸、二氧化碳、水和氧气等长时间反应生成Pb3(CO3)2(OH)2 [HCer: hydrocerussite]和PbCO3 [Cer: cerussite]晶体。因此，研究Pb元素的氧化价可以知道画家使用了哪种LW。近年有几项研究报告了对达芬奇的画作的研究，研究结果表明他使用了各种不同的LW。为了进一步寻找有关达芬奇在绘画中使用的颜料的新发现，研究使用了同步辐射光和傅立叶变换红外光谱技术对《蒙娜丽莎》和《最后的晚餐》的底层颜料进行了研究。
样品取自《蒙娜丽莎》的右上角的木制画框的边界附近的底层颜料碎片，用欧洲同步辐射装置的ID22束线对样品进行分析。 对得到的XRD图案的分析表明颜料中含有铅珍珠石，且含有的铅珍珠石的化学组成为HCe，Cer，还有LW、Pb5O(OH)2(CO3)3（简称为PN）。从《蒙娜丽莎》的颜料样品中检测到PN是意外发现，在同时代的意大利文艺复兴时期的其他画作中均没有检测到PN的成分。
分析的颜料碎片(来自：ACS PressPacs)
PN在碱性环境下才能稳定存在。PN是PbO经过一系列反应生成的，故PbO被认为是PN的前身。Théodore de Mayerne（1573-1655，瑞士医生，为绘画技艺的发展做出过许多贡献）曾记载过想要加速油的干燥或调制粘稠的浆糊可以向坚果油里掺杂PbO。PbO发生了皂化反应转变成了羧酸铅。为了探究《蒙娜丽莎》中是否也有这样的化学反应，科学家们使用FTIR对样品进行了区域检索。结果显示达芬奇使用了含有大量铅皂的高碱度油，根据对达芬奇留下的文稿和对其他作品（如《最后的晚餐》）的分析，科学家们推测他为了加速干燥油画上的画油而使用了PbO。
与对名画《夜巡》的分析类似，这次对《蒙娜丽莎》的研究主要讨论了关于铅化合物的问题，科学家们认识到了铅化合物作为绘画材料的重要地位。如今，获取绘画材料并不困难，现代画家几乎不需要自己调制颜料。但透过本次的研究成果可以想象过去画家们的丰富多样的调制颜料的“秘方”。从颜料中检测到的化学物质推测出颜料的调配方式，将原本八杆子打不着的艺术与化学联系起来，这是一件非常有趣的事情。想到几百年前，庄严的艺术家达芬奇像今天的化学工作者一样将数个原料添加进他的颜料中进行艺术创造，笔者不由得会心一笑。笔者期待着其他名画的化学调查的进展研究。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：ステファン・カスケル Stefan Kaskel
翻译：炸鸡
Stefan Kaskel（1969年2月24日-），德国化学家。德累斯顿工业大学（TU Dresden）教授。（照片：TU Dresden）
履历
1990-1995 蒂宾根大学 本科
1995-1998 博士（指导教授：Joachim Strähle），专业排名第一
1998-2000 受到德国洪堡基金会The Theodor Rehman Fellowship资助，在美国爱荷华大学埃姆斯研究中心进行研究活动
2000-2003 马克斯·普朗克煤研究所 波鸿大学（指导教授：Ferdi Schüth）
2004- 德累斯顿工业大学 C4教授
获奖经历
1997, Young Scientist Award, European Powder Diffraction Conference, Parma, Italy
1998–2000 Feodor Lynen-Fellowship of the Alexander von Humboldt-Foundation
2000–2002 Reimar Lüst-Fellowship of the Max-Planck-Society
2003 Young Scientist Nanotechnology Award of the Federal Ministry of Education and Research
2015 日本学术振兴会奖
2017, Highly cited researcher (Clarivate Analytics)
2017, ERC Advanced Grant “Amplipore”
2016, Highly cited researcher (state of innovation, formerly Thomson Reuters)
研究业绩
开发了可以应用于储存能量，催化剂，电池，分离技术的多孔纳米材料（合成，结构，功能）。一直以来致力于MOF﹑多孔性碳材料﹑CVD、CNT、吸附﹑印刷等研究。已经发表了400多篇学术著作，被引次数超过22000（Google 学术 H-指数为80），并拥有50多项专利。在2016年和2017年，分别被Thomson Reuters和Clarivate Analytics认定为 ‘Highly Cited Researcher’。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：第156回―「異種金属―有機構造体の創製」Stéphane Baudron教授
翻译：炸鸡
第156回海外化学家采访的是法国斯特拉斯堡大学Laboratoire de Chimie de Coordination Organique的Stéphane Baudron教授（现任职于法国国家科学研究中心），Stéphane Baudron教授的研究主要围绕结晶型异种金属有机框架材料的开发。下面是这次的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
我是在无意中成为一名化学家的。我青少年时对所有的科目都有浓厚的兴趣，我尤其喜欢生物学。上了大学后，渐渐对化学产生了兴趣，并一直持续到现在。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
如果我有足够的天赋，我想成为一个专业的喜剧演员。我只要不在实验室，就在即兴戏剧的舞台上或者观众席上。当演员是摆脱现实重新发现自我的最好方法。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
我们致力于使用具有多个配位点的不同配体逐步构建结晶型异种金属有机框架材料。研究目标是利用这些材料中异种金属的性质，并通过操纵不同的相关金属中心来调节金属有机框架材料的特性。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
摄影技术的创始人之一——尼塞福尔·涅普斯。因为我第一次看到照片的时候特别的感动。也可能与我对银盐的痴迷有关。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
我今天刚做了实验。实验内容是合成吡咯。在实验室里，不用坐在办公桌前，能做出一些卓有成效的东西出来。坐在电脑前除了写论文外，都不会有感到刺激的事情。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
书会带上Dave Eggar的《A heartbreaking work of staggering genius》来回忆加州生活，或者带上Michel Houellebecq的《La carte et le territoire》来回忆法国的生活。
音乐专辑的话，Santigold的《Santogold》、Goldfrapp的《Seventh tree》、Benjamin Biolay的《La superbe》，很难从中选一个。
Q.您最想看哪位化学家的采访？
Mircea Dincă教授。他是一位非常优秀的化学家同时也是我的好朋友。采访他会很有趣的。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：第149回―「ガスの貯蔵・分離・触媒変換に役立つ金属-有機構造体の開発」Banglin Chen教授
翻译：炸鸡 校对：Jiao Jiao
第149回海外化学家采访的是德克萨斯大学圣安东尼奥分校化学系的Banglin Chen教授，Banglin Chen教授从事气体储存、分离、感知和非均相催化作用的多孔金属-有机框架材料的研究。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
我是受到了我高中化学老师Yang Zhicai的影响，他对化学的热情和深厚的化学知识让我走上了化学的道路。化学可以从简单的原料中无限地制造出新的化学物质，我被化学这种神奇的魔力吸引住了。我开始期望有一天我也可以开发出有用的化学物质和材料。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
在我上大学的时候，我想成为一名能为穷人发声的政治家。如果我不是化学家的话，我一定会成为一名基督教传教士。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
目前，我们正在寻找用于气体（H2，CH4，CO2，C2H2，C2H4等）的储存和分离以及用于非均相催化剂的新材料。我希望我们不仅能发展科学，而且能发现一两种实用的材料。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
阿尔弗雷德·维尔纳（阿尔弗雷德·维尔纳，是一位瑞士化学家。曾经是苏黎世联邦理工学院的学生，也是苏黎世大学的教授。1913年，以提出过渡金属络合物的八面体几何结构而获得了诺贝尔化学奖）我想知道他有多富有想象力。他能预见到络合物化学会对现代化学产生如此巨大的影响吗？
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
那是大约三年前的事了，最后一次的实验合成了美丽的手性混合型金属–有机框架体。尽管我现在不做实验了，但我几乎每天都和博士后和学生一起检查晶体。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
我会带上圣经和《Hymns of Life》，当一名基督徒是生命中最重要和最有意义的事情。
Q.您最想看哪位化学家的采访？
Michael O’Keeffe，在我知道的人当中，他是为数不多的专注于科学的科学家之一。
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：第148回―「フッ素に関わる遷移金属錯体の研究」Graham Saunders准教授
翻译：炸鸡 校对：Jiao Jiao
第148回海外化学家采访的是新西兰汉怀卡托大学化学系的Graham Saunders副教授。主要从事含氟配体（最近为N-杂环卡宾）过渡金属络合物的化学研究，以及用过渡金属络合物切割C-F键的研究。下面是这次的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
促使我成为一名科学家的契机是我人生第一次在学习的化学实验室呆的那几天，化学实验室里刺激性的气味和神秘的装置令我迷上了实验室，一开始老师带领我们做玫瑰花瓣和墨水的纸色谱，然后我们就体验到了爆炸和难闻的气味。化学老师Dilwyn Davies随后介绍了几位有名的化学家，还说他们都是威尔士人，但很多年后我失望地了解到其中的一个化学家Amedeo Avogadro并不是出生于威尔士。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
如果我的身体素质过硬的话我会在苏塞克斯州作为一名职业板球运动员。我喜欢“草地板球”的一个原因是草地板球虽然是团队运动，但个人的作用很明显。即使个人只有一种技能，都可以发挥作用。另外，在草地板球运动里思考也很重要，所以经常打草地板球有益于提高成绩。我经常在当地球队打球，但我打得很差。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
目前的主要研究课题是摆脱无机化学。几年前，我和我的同事一起开发了一种简单的方法使铜和锌具有极高的防水性。这个课题是我和我同事一起，属于“无知者无畏”而开始的，如果是对该领域了如指掌，或者经常阅读文献，也就不会尝试这种方法了。幸运的是，我们研发的方法让铜和锌有了顶级的超防水表面。虽然我和我的同事现在相隔较远，但现在合作研究仍在继续，我们正在进一步研究和发展这种方法。很多化学家并不怀疑自己研究的学术价值，但是对自己的研究能不能直接应用于工业生产和日常生活抱有疑问。有加利福尼亚州的高中生把我和我同事的研究拓展为学生实验，这令我十分高兴，我希望看到更多这样的事情。做出有实际应用价值的研究，带着这一动力鼓励着我在工程学上孜孜不倦。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
化学家是探险家，寻找和发现新的化合物、新的反应和新的特性。我想和探险家一起吃饭。约翰·富兰克林爵士（约翰·富兰克林爵士，FRGS（Sir John Franklin，1786年4月15日－1847年6月11日），英国船长及北极探险家，在搜寻西北航道之旅中失踪，他和其他队员的下落在其后十多年间成谜）在19世纪上半叶探索了加拿大的北极圈。他的最后一次航行差一点就发现了西北航道，但最后以失败告终。但他给了包括阿蒙森在内的许多极地探险家灵感。他一定会告诉你一些好的小故事和有益的建议。有一种以他的名字命名的海鸥，还有唱他的民谣。问问他对他自己获得的这些荣誉是怎么想的，这一定很有趣。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
就是今天。去实验室什么都不做这种事我几乎没有。但我通常只培养晶体，但即使这样，制造新的化合物和制备反应原料也是一种乐趣。打NMR谱对我来说是件很开心的事情，我经常做。我们今天所做的只有培养咪唑鎓盐的晶体。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
我不怎么看小说。因为每每看完小说后，我经常会懊悔要是把看小说的时间用来干其他有意义的事情就好了。但《白鲸记》（《白鲸记》这个名字说的是一头叫莫比·迪克的白色抹香鲸）是我特别喜欢的一部作品，因为它是以真实发生的美好事件为题材的，也是基于事实的一部小说。如果我在流放中，鲸鱼漂到岛上，一定会有用的。
音乐专辑，独立摇滚组合British Sea Power制作的《Decline of British Sea Power》。对我来说，它是激情与混沌、美丽与混乱、好斗与宁静的力量融合体，它能让听者燃起强烈的情感共鸣。
Q.您最想看哪位化学家的采访？
大卫·勒马尔（达特茅斯大学）。他活跃在高度氟化低分子有机化学领域。他的工作既优雅又充满灵感。由于氟与氢有很大的不同，它既有合成上的难度，兼有理论上的独特。他是我见过的最聪明和最善良的人。我想知道他为什么要学化学，如果他不是化学家，他会做什么工作。
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本文作者：杉杉
译自Chem-Station网站日本版 原文链接：第145回―「ランタニド・アクチニド化合物の合成と分光学研究」Christopher Cahill教授
翻译：炸鸡 校对：JiaoJiao
第145回海外化学家采访的是Christopher Cahill教授，Christopher Cahill教授隶属于位于华盛顿特区的乔治华盛顿大学化学系，从事含铀物质的研究。下面是这次的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
我的回答可能有点让人遗憾，我自己曾经没有想成为一名化学家。相反，我算是在化学家道路上吊车尾的那一个。我大学学的专业的音乐学，但是我一进入大学就意识到在我在高中乐团有才能并不等于我在音乐方面有真正的才华。在第一次选择专业的建议会上，我的顾问碰巧是一名化学教授。那位化学教授劝我暂且试试上一些化学专业的通识科目以防我对音乐专业完全不抱希望的时候能对科学起兴趣。那位教授果然眼光如炬啊！我获得了地理学学士学位，迷上了自然界的系统，尤其是矿物。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
这个问题很难回答呀！ 偏理想的回答是摇滚乐队的鼓手。偏理性的回答是的回答是经济学家。我对世界范围内的“前因后果”剧本感兴趣，喜欢在异国他乡旅行。 另一方面，如果自己有注意力和耐心（以及其他收入来源），还想回到老家苹果园呢。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
我们团队致力于含铀物质的合成，反应性和光谱学。我对核燃料循环的环境影响非常感兴趣。我们正在迎来核电的文艺复兴，面临的难题有核燃料废物的管理、反应堆设计、核武器物质的不扩散等。我们不仅在实验上攻克难关，为了将决策者和科学家联合起来，我和一些同事正在致力于利用节假日时间开发一些面向大众的课程。我们正在开发面向非科学家人才的实验课程和面向科学家的政策课程。关于核电问题，大多数是由政界人士做出决策（很多时候并不是科学家）。我们需要做好科学和政策两方准备。我希望这些努力能培养出受过良好教育的技术人员和有扎实核电知识基础的政治人士，使人们能够在各个层面上做出客观理性的决策。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
托马斯·杰斐逊（托马斯·杰斐逊，第三任美国总统。同时也是《美国独立宣言》主要起草人，及美国开国元勋中最具影响力者之一）。我对他一直深深着迷。
他是真正博学的人，和他一起喝红酒，红酒也会变得美味吧。我想更多地了解国家的诞生，他对农业的关注，以及葡萄园在美国的起源。他对普及教育的理念超越了时代的局限。但是，关于他关于性别/种族不平等的观点，我想提出反对意见（当然在饭后提出）。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
最近一次做实验是这周的事。实验内容是四氯化铀化合物单晶结构的测定。最近的实验大多是晶体学的。 久违地弄脏了烧杯。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
音乐专辑毫无疑问我选THE BAND乐队的《The Last Waltz》。以The Staple Singers（美国乐队）为特色的《Weight》版本是迄今为止演奏过的摇滚音乐中最意味最丰富的作品。这个DVD是研究小组的聚会必看DVD。
选择带什么书很难做决定呀。如果不带福特的《Desert Islands on $50 a Day》，那就带上约翰·欧文的《Prayer for Owen Meany》。
Q.您最想看哪位化学家的采访？
我说的这个人恐怕没法接受采访。那是约瑟夫·普利斯特利（约瑟夫·普利斯特里，18世纪英国的自然哲学家、化学家、牧师、教育家和自由政治理论家），他博学多才，是个为信仰与科学和解而工作（战斗？） 的人。这个答案可能无意识中与我个人想要和托马斯·杰斐逊一起吃饭的愿望有关联。我特别想知道约瑟夫·普利斯特利为什么这么长时间坚持弗罗吉斯敦学说，对创立单一主义有何感想，还有他对法国大革命做出负面评价是出自本意吗？
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译自Chem-Station网站日本版 原文链接：【金はなぜ金色なの？】 相対論効果 Relativistic Effects
翻译：炸鸡 校对：Jiao Jiao
相对论是描述以接近光速运动的物体展现出的一系列现象的理论。对于成天和电子﹑原子等微粒打交道的化学人来说，相对论会比较陌生。但是“相对论效应”却悄无声息地存在于人们身边，无论是不是和化学打交道的人。举个身边的例子好了，你有没有想过水银为什么是液体，金为什么是金色的？这都是因为相对论效应。我们大学化学学到的惰性电子对效应也是源自相对论效应，镧系收缩的一部分也是相对论效应造成的。本文将讨论相对论效应的起源，以及相对论效应赋予化合物什么性质。
相对论效应的起源
根据相对论，以接近光速运动的物体的质量m与这个物体静止时的质量m0成正比。
原子序数越大的原子它的核电荷数就越大，那么最内层的电子轨道1s上的电子受到来自原子核的吸引力就越大。这就造成了一个后果：那些原子序数大的原子的1s电子的运动速度接近光速。参照简单的玻尔原子模型，氢原子型原子（即原子核外围只有一个电子的原子或离子）的电子速度与原子序数Z成正比例。在氢原子（Z=1）的情况下，电子的速度约为光速的1/137，而在汞（Z=80）的情况下，电子的速度相当于光速的80/137≈ 58%。因此对于汞原子而言，由相对论效应产生的1s电子质量的增加就不可忽略了。
那么当电子的质量增加了，电子所在的轨道的半径就不可避免地也要发生改变。还是参照玻尔分子模型，氢原子型原子（即原子核外围只有一个电子的原子或离子）的电子轨道表达式如下，电子质量处于分母的位置。很容易就能看出随着电子质量增加，1s轨道的半径会缩小。
当然，1s轨道的收缩并不只是单纯影响1s轨道。因为原子的各个轨道都是正交的，一旦1s轨道的半径发生变化，其余的电子轨道为了仍能保持正交，2s，3s，4s…轨道纷纷也会缩小。但是p，d，f轨道会怎么变化呢？首先，p轨道会收缩，但是因为角动量和离心力的存在，原子核附近的矢径分布比s轨道要稍微小一点，不会像s轨道那样收缩。d和f轨道受到离心力的影响，原子核附近的矢径分布会变得更加小，再加上本就已经缩小了的s轨道使得d和f轨道受到核电荷屏蔽效应。因此d轨道和f轨道因为相对论效应，矢径分布会扩大，同时从能量上也会更不稳定。
1s 轨道和 4s, 4p, 4d, 以及4f 轨道的矢径分布函数。1s轨道收缩后其他轨道为了仍能保持正交性也会相应地收缩或扩张。图中橘色的箭头表示轨道收缩，蓝色箭头表示轨道扩张。
好！接下来就是揭开谜底的时刻！
在原子序数偏大的原子中，1s 轨道上的电子的运动速度堪比光速，根据相对论效应，电子的质量会变大，进而导致1s轨道收缩。
为了保持轨道的正交性，1s轨道的收缩伴随着s，p，轨道的缩小，d，f轨道的扩大。
由原子序数大的原子的s，p轨道的稳定（收缩）和d，f轨道的不稳定（扩大）引起的现象都被称为相对论效应。此外，所谓的自旋-轨道相互作用也是相对论效应的结果。因此，更严谨地说，p轨道的收缩和d/f轨道的扩张也依赖于电子的自旋，当电子的自旋和轨道的角动量平行时，轨道会收缩或扩大地更厉害。
电子排布
第6族的Cr和Mo具有半满d轨道的（（n-1）d）5（ns）1 稳定的电子构型。然而，作为第三过渡金属的W打破了d轨道半满的情况，采用了（5d）4（6s）2的电子构型。这是由于相对论效应导致d轨道不稳定，s轨道稳定，因此在s轨道上放置两个电子比放进d轨道形成半满结构更加稳定。
与第二周期金属相比，第三周期金属也更容易采取dns2配置。
惰性电子对效应
含有重原子的化合物的化合价比同族轻原子的化合物要小2。这是由于价电子的s轨道更稳定，夺取s电子的电离能变高。
金是金色 银是银色
相对论效应导致金原子的5d轨道不稳定，6s轨道趋于稳定。因此，5d能带到6s能带（严谨来说是费米能级）的跃迁能量对应于可见光区域的蓝色。这种吸收使金呈现金色。
对银而言相对论效应不是很强，所以4d能带→5s能带的跃迁对应紫外区。因此，银不吸收可见光，表现出无色（银色），具有一般的金属光泽。
水银常温状态下是液体
为什么水银常温下是液体呢？这里需要先思考H2分子和He2分子。 H2分子在键合σ轨道中容纳两个电子，键级为1，因此分子十分稳定。而在He2分子中，反键合σ*轨道也不得不容纳两个电子，键级为0。也没有可用于杂化的p轨道。这使He2分子成为非常不稳定的分子。事实上，He作为单原子分子是稳定存在的。
水银Hg有两个稳定的6s电子。6p轨道也因为相对论效应产生收缩，但没有6s轨道收缩的那么厉害，所以6s轨道和6p轨道的能量差会大一点。因此，我们可以认为Hg拥有与没有p轨道的He相似的电子结构。因此，6s轨道很少参与Hg-Hg之间的成键，Hg-Hg键变得非常弱。这导致了汞的融点很低，在常温下呈现液体状态。
Hg22+离子
通过上文中的说明我们可以知道Hg2分子难以形成，但[Hg2]2+却在溶液和化合物中稳定存在。例如，汞形成Cl-Hg-Hg-Cl等稳定的线性分子，其中就有[Hg2]2+的化合物。这种双原子分子离子是汞的一种特殊性质，是其他金属所不具备的。这是因为（1）由于6s轨道和6p轨道之间的能量差较大，难以形成spn杂化轨道（sp2和sp3），并且（2）由于6s轨道和5d轨道之间的能量差相对较小，sdz2混合轨道相对较容易形成。
总结
最后用元素周期表来总结下今天所介绍的相对论效应吧。
参考文献
- 網羅的なレビュー: Pyykkö, P. Rev. 1988, 88, 563. DOI: 10.1021/cr00085a006
- 比較的短い読み物: Norbby, L. J. Chem. Educ. 1991, 68, 110. DOI: 10.1021/ed068p110
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本文来自Chem-Station日文版 第130回―「無機薄膜成長法を指向した有機金属化学」Lisa McElwee-White教授 cosine
翻译投稿 炸鸡 校对 白菜猪肉馅
第130回海外新利官方网站 的是Lisa McElwee-White教授。Lisa McElwee-White教授为佛罗里达州大学化学系教授，旨在利用有机金属化学解决材料科学，催化剂，合成方法论等领域的问题。下面是今天的采访。
Q.请问您为什么会选择成为一名化学家呢？
我的妈妈她自己没能成为一名科学家，所以她把希望全都寄托到我身上。小时候她会给我买科学性质的玩具，还经常带我去博物馆听讲座。我非常喜欢在家里的地下室里摆弄我的化学器件（在没有老师陪同的时候！）。大学一年级，我一接触到化学研究就迷上了它，我就认准了化学专业，我也不想再学其它专业了。
Q.如果您不当化学家的话，您会选择从事哪个行业呢？为什么？
我想在管弦乐团演奏，但作为音乐家，我的技术水平还没有那么高。 我只能继续当化学教授了吧。
Q.您现在进行的是什么研究呢？您具体想怎么做呢？
我们使用绿色化学式的羰基化方法和直接氧化醇制成燃料电池的电解催化剂，以及合成与设计用于化学气相沉积无机薄膜的有机金属前驱体。这些课题都十分有趣且具有重大研究意义，但我认为现在正在进行的工作中最有特色的是基于机理的CVD前驱体的设计。我期待我们组的研究能在材料界得到推广，有越来越多的人开始关注成膜化学这一化学分支。
Q.如果您有机会与一个历史人物共进晚餐，您会选谁，为什么呢？
罗莎琳·富兰克林（英国物理化学家与晶体学家。她所做的研究，专注于DNA、病毒、煤炭与石墨等物质的结构。其中她所拍摄的DNA晶体衍射图片“照片51号”，以及关于此物质的相关数据，是詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克解出DNA结构的关键线索）。我想听她亲口讲她的一些故事。
Q.您最后一次亲手做实验是在什么时候呢？具体做了什么呢？
那得追溯到1987年的时候了。我最后一次自己亲手做实验是在为学生们准备实验原料—W(CO)5(THF)。那时候我立马意识到因为我当上了教授，我的时间开始不是那么的充裕，不能拿出一整段一整段的时间来做实验以至于我合成敏感的有机金属化合物后我都不能赶在化合物分解之前完成分离和精制。我现在带的学生都从没看过我做实验时的样子。所以每当我在实验室转悠碰碰东西的时候，他们都会投来像吃瓜群众等着看好戏样的目光。
Q.如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
书的话我就带特里·普拉切特（英国知名作家，擅长文学作品为奇幻文学）的《Good Omens》。要带哪本音乐专辑很难选。我很喜欢巴洛克风格（巴洛克音乐指欧洲在文艺复兴之后开始兴起，且在古典主义音乐形成之前所流行的音乐类型，延续期间大约从1600年到1750年之间的150年）的音乐，我想我会带安东尼奥·维瓦尔第（安东尼奥·卢奇奥·维瓦尔第，意大利作曲家、小提琴演奏家。维瓦尔第被认为是最有名的巴洛克音乐作曲家之一）的Interpreti Veniziani的一部演奏录音带。但我放不下布鲁斯·斯普林斯汀（布鲁斯·斯普林斯汀，昵称 “The Boss”，美国摇滚歌手、歌曲创作者与吉他手）的音乐专辑，所以我还有可能会选布鲁斯·斯普林斯汀的《Born to Run》
Q.您最想看哪位化学家的采访？
Paul Wender。我特别好奇他能不能把每个问题的回答控制在100字以内。
本文翻译作者：Sum
日文原文：第82回―「金属を活用する超分子化学」Michaele Hardie教授
第82次海外化学家采访是迈克尔·哈迪教授。目前任职于利兹大学化学系，研究金属超分子化学。她在澳大利亚墨尔本大学获得了本科学位和博士学位。博士学位（1996年）是在Richard Robson和Bernard Hoskins的指导下研究配位聚合物的合成和X射线结构的测定。曾在墨尔本，美国托莱多大学和澳大利亚莫纳什大学做过博士后工作，然后在2001年被任命为利兹大学的无机化学讲师，目前是超分子化学教授。由于对化学领域的杰出贡献（40岁或以下），于2011年获得了皇家化学学会科迪摩根奖。最近她还在大阪大学担任客座教授（2017年）。下面是本次的采访。
Q1：您为什么选择成为化学家呢？
科学的严谨性和化学的创造性之间完美的结合抓住了我的心。我们可以创造新的东西，了解它是什么，以及了解它是如何工作的。这真的是太有趣了。并且，我在上了大学以后发现我原本打算从事的另外一个领域—-数学，其实我并不是很擅长。
Q2：如果您不是化学家，您有什么其他感兴趣的职业吗？为什么？
如果我能有些文学上的才华和好点子的话，我想成为一名小说家。
Q3：总体上讲，您认为化学家是如何为世界做贡献的？
通过成为一名优秀的化学家进而贡献于科学技术的发展，并了解它可以应用于什么领域以及它是如何与其他学科相辅相成的。
Q4：如果您有一次能够和历史上的著名人物一起共进晚餐的机会，你比较期待和谁一起呢？
在这个瞬息万变的世界当中，如果能和那些处于发现世界最前沿领域的人交流应该会很有趣吧。这让我想起来约瑟夫·班克斯爵士（约瑟夫·班克斯，英国植物学家、探险家。1768～1771年随同詹姆斯·库克作环球考察旅行，首先提出澳大利亚有袋类哺乳动物比胎盘哺乳动物更原始的说法，还发现了许多植物新品种。1778年起任英国皇家学会会长，直至1820年去世。大约有80种植物的名字是以他的名字命名的）。就是那个制作了和人们认知完全不同的动植物目录的人。
Q5：你最后一次在实验室做实验是什么时候？另外，具体的什么内容呢？
我现在仍然在使用单晶衍射仪测量样品。当然，一般都是给做项目的学生帮忙，因为有时候项目组里的同学会外出不在。我们尽量避免做合成实验，好让实验室里的其他人有机会多做实验。
Q6：如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
其中一本可能是Mark Danielewski的“树叶之屋”。这是一部魔幻恐怖故事集。我想要是在岛上要完全理解脚注中所写的所有笑话估计也能陪我度过很多无聊的时光。音乐的话，我喜欢Pixies的音乐，但是这要带上一台电脑去，不知道违不违规呢，哈哈。
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日文原文：第77回―「エネルギーと生物学に役立つ無機ナノ材料の創成」Catherine Murphy教授
第77回海外化学家采访是凯瑟琳·墨菲教授。隶属于南卡罗来纳大学化学和生化学系(译注：现所属伊利诺伊大学化学系)，墨菲教授获得了两个学士学位。 她于1986年获得了伊利诺伊大学的化学学士学位和生物化学博士学位。 1990年从威斯康星大学（University of Wisconsin）毕业。从1990年至1993年，她先是工作于美国国家科学基金会，然后是加州理工学院的驻美国国立卫生研究院博士后研究员。 从1993年至2009年，墨菲教授曾在南卡罗来纳大学化学与生物化学系任教。 2009年8月，她加入了伊利诺伊大学化学系。致力于金属纳米粒子的合成、光学特性的调查和应用。纳米级结构和DNA动力学也有所涉及。下面是本次的采访。
Q1：您为什么选择成为化学家呢？
在我很小的时候(大概只有6岁左右时)，我就喜欢科学和自然。幸运的是，我在8年级(13岁)和高中(15岁)遇到了两位非常好的化学老师。高中化学实验室里可以做的事情比生物学(杀死生物)和物理学(无聊)要有趣得多。
Q2：如果您不是化学家，您有什么其他感兴趣的职业吗？为什么？
我做过两份兼职。一个是作为园丁在外面工作，另一个是咖啡店/书店。这两份工作每年都有10万美元以上的收入(如果是理想情况的话)。我喜欢在外面喝咖啡和自由自在的阅读，我觉得书和咖啡馆真的是密不可分的完美组合。
Q3：总体上讲，您认为化学家是如何为世界做贡献的？
从科学的角度来说，我们所研究的分子级别的科学是将生物，医学和环境资源等更大和更复杂的系统科学联系起来的基础.当然，这些复杂的交叉学科在大学初期的时候学生们还尚不能感受到他的魅力，一开始只是让学生因为化学变化的神奇而感到兴奋，有了更多可以掌握化学知识的机会。其实许多学生并不是选择了化学作为自己的专业，而是打心里认为学习化学知识是必要的。所以，通过化学教育未来的普通民众，看到事物的变化能够了解其内在的化学原理，通过不断的实验给出一个科学的解释，是化学家和其他科学家所一样带给社会的贡献。
Q4：如果您有一次能够和历史上的著名人物一起共进晚餐的机会，你比较期待和谁一起呢？
我是朱莉娅·查尔德(朱莉娅·查尔德，演员、编剧。1962年首次参演了电视剧《法国大厨》，1993年参演了电影《We’re Back! A Dinosaur’s Story》，2009年首次在电影《朱莉与朱莉娅》中担任编剧。)。她是个容易相处的人，而且或许还可以尝上一尝她亲手做的美味佳肴！
Q5：你最后一次在实验室做实验是什么时候？另外，具体的什么内容呢？
说来残酷，那已经是几年前的事了。还是我作为助教的时候,做的对化合物和DNA进行的HPLC纯化实验。虽然现在也每隔一天去一次研究室，但大部分都是为了给大学里的化学本科生做一些基础的演示实验。
Q6：如果您被滞留在一个满是沙漠的孤岛上，只能选一个的话您会带什么书和音乐?
但丁的“神曲”(写于1307年至1321年，这部作品作者通过与地狱、炼狱以及天堂中各种著名人物的对话，反映出中古文化领域的成就和一些重大的问题，带有“百科全书”性质，从中也可隐约窥见文艺复兴时期人文主义思想的曙光。)(多萝西·塞尔斯译)和凱蒂蓮(一名曾获得过格莱美讲的加拿大女歌手)的“颂赞北纬49度”(凯特莲于2004年发布的一张专辑)。
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