Relativistlik kvantkeemia

Relativistlik kvantkeemia on teadusharu, mis kasutab kvantkeemiat ja relativistlikku mehaanikat, selgitamaks keemiliste elementide omadusi ja struktuuri, eriti perioodilisussüsteemi raskete elementide omi.

Termin "relativistlikud efektid" võeti kasutusele kvantmehaanika ajaloo taustal. Algselt arenes kvantmehaanika, arvestamata relatiivsusteooriaga. "Relativistlikeks efektideks" nimetatakse erinevusi relatiivsusteooriat arvestavate ja mittearvestavate mudelite abil arvutatud väärtuste vahel. "Rasketeks elementideks" nimetatakse selles kontekstis kõrge aatomnumbriga elemente perioodilisussüsteemi lõpuosas, kus relativistlikel efektidel on eriti suur tähtsus. Näiteks kuuluvad nende hulka lantaniidid ja 
aktiniidid.<name="Kaldor"/>

Keemias võib relativistlikke efekte pidada häiritusteks või väikesteks parandusteks mitterelativistlikus keemias, mis arenes Schrödingeri võrrandi lahendite põhjal. Need parandused on mõjutavad elektronide käitumist eri orbiitidel aatomis, vastavalt nende elektronide kiirusele valguse kiiruse suhtes. Raskete elementide puhul on relativistlikud efektid tugevamad, kuna ainult nende elementide aatomeis saavutavad elektronid relativistliku kiiruse.

Relativistlike efektide hulka kuuluvad näiteks elavhõbeda esinemine vedelikuna toatemperatuuril, kulla ja tseesiumi kuldne värvus, inertse elektronpaari esinemine talliumis, pliis ja vismutis, elavhõbe(IV)fluoriidi stabiilsus, aurofiilsus, kulla aniooni stabiilsus ühendeis nagu CsAu, pliikristalli struktuur, tsirkooniumi ja hafniumi sarnasus, uranüülkatiooni stabiilsus ja kergemate aktiniidide (Pa-Am) kõrged oksüdatsiooniastmed, frantsiumi ja raadiumi aatomite väike raadius ning umbes 10% lantaniidide kontraktsioonist.

Viited

Relatiivsusteooria‎
Kvantmehaanika‎
Füüsikaline keemia‎