L’élément chimique mercure est classé parmi les métaux de transition. Il est connu depuis l’Antiquité. Son découvreur et sa date de découverte sont inconnus.
Zone de données
| Classification : | Le mercure est un métal de transition |
| Couleur : | blanc argenté |
| Poids atomique : | 200.59 |
| État: | liquide |
| Point de fusion: | -38,83 oC, 234.32 K | Point d’ébullition : | 356,73 oC, 629.88 K | Electrons: | 80 |
| Protons: | 80 |
| Neutrons dans l’isotope le plus abondant : | 122 |
| Coquilles électroniques : | 2,8,18,32,18,2 |
| Configuration électronique : | 4f14 5d10 6s2 |
| Densité à 20oC : | 13.546 g/cm3 |
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Oxydation, réactions, composés, rayons, conductivités
| Volume atomique: | 14.82 cm3/mol | Structure: | Le solide est rhomboédrique | Dureté : | – |
| Capacité thermique spécifique | 0,139 J g-1 K-1 | |
| Chaleur de fusion | 2.295 kJ mol-1 | Chaleur d’atomisation | 64 kJ mol-1 | Chaleur de vaporisation | 59.229 kJ mol-1 | Première énergie d’ionisation | 1007 kJ mol-1 | 2ème énergie d’ionisation | 1810 kJ mol-.1 | 3ème énergie d’ionisation | 3300 kJ mol-1 |
| Affinité électronique | – | Nombre d’oxydation minimum | 0 |
| Min. nombre d’oxydation commun | 0 | |
| Nombre d’oxydation maximal | 2 | |
| Nombre d’oxydation commun maximal | . | 2 |
| Electronégativité (échelle de Pauling) | 2 | |
| Volume de polarisabilité | 5.4 Å3 | Réaction avec l’air | aucune, w/ht 350 oC ⇒ HgO | Réaction avec 15 M HNO3 | légère, ⇒ Hg(NO3)2 (nitrate mercurique), NOx |
| Réaction avec HCl 6 M | aucune | Réaction avec NaOH 6 M | aucune | Oxyde(s) | HgO (oxyde mercurique), Hg2O (oxyde mercureux) |
| Hydrure(s) | aucun | |
| Chlorure(s) | HgCl2, Hg2Cl2 | Rayon atomique | 151 pm | Rayon ionique (ion 1+) | 133 pm |
| Rayon ionique (2+ ion) | 116 pm | |
| Rayon ionique (3+ ion) | ||
| Rayon ionique (1- ion) | – | |
| Rayon ionique (2- ion) | – | |
| Rayon ionique (3- ion) | – | |
| Conductivité thermique | 8.3 W m-1 K-1 | |
| Conductivité électrique | 1 x 106 S m-1 | Point de congélation/fusion : | -38.83 oC, 234,32 K |
Les gouttes de mercure.
Geber, Jabir ibn Hayyan, né en Perse (Iran) au VIe siècle de notre ère. Geber a systématisé et apporté des méthodes expérimentales à l’alchimie. Il pensait que tous les métaux étaient basés sur du mercure mélangé à du soufre dans des proportions et des puretés différentes. Si le mercure et le soufre étaient parfaitement purs et mélangés dans des proportions parfaites, ils formaient de l’or. (10a)
Découverte du mercure
Le mercure ou vif-argent est connu depuis l’Antiquité. Nous ne savons pas qui l’a découvert.
Le mercure était connu des anciens Chinois, Égyptiens et Hindous et a été retrouvé dans des tombes égyptiennes datant d’environ 1500 avant Jésus-Christ. (1), (2), (3)
Au quatrième siècle avant Jésus-Christ, nous trouvons Aristote qui fait référence au mercure par écrit sous le nom d' » hydro-argyros » – ce qui se traduit par argent liquide ou eau-argent. (4)
Les Romains ont légèrement modifié le nom grec, se référant au mercure comme Hydragyrum, d’où nous obtenons le symbole chimique moderne du mercure, Hg.
Notre nom moderne pour l’élément a été fourni par les alchimistes. Les alchimistes ont observé l’écoulement rapide et liquide de l’élément et l’ont comparé à la planète qui se déplace le plus rapidement, Mercure. (La planète avait été nommée d’après le messager romain des dieux qui se déplaçait rapidement, Mercure. (3))
Les alchimistes pensaient que le mercure était la plus importante de toutes les substances car il englobait le solide et le liquide, la terre et le ciel, la vie et la mort. Ils croyaient également qu’il offrait la voie par laquelle les métaux vils pouvaient devenir de l’or et représentait la propriété quintessentielle de la fluidité. (5),(6) Ils avaient tort, bien sûr !
Les empereurs chinois utilisaient le mercure pour prolonger leur vie (3) – bien que, selon toute probabilité, il ait eu l’effet inverse. (Malgré le fait que l’on sache aujourd’hui que le mercure est hautement toxique, certains médicaments traditionnels chinois semblent encore contenir des niveaux élevés de mercure. (7),(8))
En 1759, Adam Braun et Mikhail Lomonosov travaillant à Saint-Pétersbourg, en Russie, ont obtenu du mercure solide en congelant un thermomètre à mercure dans un mélange de neige et d’acide nitrique concentré. Cela a fourni des preuves solides que le mercure avait des propriétés similaires aux autres métaux. (6)
En 1772 et 1774, le scientifique suédois Carl W. Scheele et le chimiste anglais Joseph Priestley ont chauffé de l’oxyde de mercure et ont constaté qu’il donnait un gaz qui faisait brûler une bougie cinq fois plus vite que la normale – ils avaient découvert l’oxygène. (9)
Priestley a découvert plusieurs gaz, comme le protoxyde d’azote (gaz hilarant), parce qu’il les a recueillis au-dessus d’un bain de mercure au lieu de l’eau, plus habituelle. Contrairement à l’eau, le mercure n’a pas dissous les gaz, les laissant disponibles pour la découverte. (10)
Le chimiste anglais Humphry Davy a utilisé le mercure dans d’autres travaux de découverte. Par exemple, Davy a isolé le calcium pour la première fois, en utilisant une électrode de mercure pour former un amalgame avec le calcium.
Apparence et caractéristiques
Effets nocifs :
Le mercure et la plupart de ses composés sont hautement toxiques.
Le métal pur est facilement absorbé par inhalation, ingestion ou à travers la peau.
Il s’agit également d’un polluant chronique et le mercure se concentre dans les tissus des animaux/poissons en quantités croissantes tout au long de la chaîne alimentaire.
Caractéristiques :
Le mercure est un métal dense, blanc argenté, toxique, à l’aspect miroir.
C’est le seul métal commun qui est liquide à température ambiante. Le mercure s’évapore lentement à température ambiante.
Les autres métaux liquides au voisinage de la température ambiante sont le gallium, le francium et le césium.
Le métal est relativement stable dans l’air sec, mais dans l’air humide, il se ternit lentement pour former un revêtement d’oxyde gris.
Le mercure a une tension superficielle élevée et, lorsqu’il est renversé, il se brise en minuscules perles.
Le mercure forme facilement des alliages (appelés amalgames) avec d’autres métaux, comme l’argent, l’or et l’étain. Comme il ne s’amalgame pas avec le fer, le mercure est souvent stocké dans des récipients en fer.
Utilisations du mercure
Le mercure est utilisé dans les baromètres et les manomètres (instruments de mesure de la pression des gaz et des liquides), en raison de sa densité élevée.
Le métal a également un taux élevé de dilatation thermique presque linéaire, il est donc très utilisé dans les thermomètres.
Sa facilité à s’amalgamer avec les métaux est mise à profit pour extraire l’or, l’argent et le platine de leurs minerais.
Le mercure est largement utilisé pour fabriquer des panneaux publicitaires, des interrupteurs à mercure et d’autres appareils électriques.
Il est également utilisé dans les lampes à vapeur de mercure (qui émettent une lumière riche en rayons ultraviolets). Ces lampes sont généralement utilisées pour l’éclairage public, comme lampes solaires et comme lampes UV (lumières noires).
Divers composés du mercure sont utilisés en médecine, en dentisterie, en cosmétique (mascara) et aussi en agriculture pour fabriquer des fongicides.
Abondance et isotopes
Abondance croûte terrestre : 85 parties par milliard en poids, 9 parties par milliard en moles
Abondance système solaire : 20 parties par milliard en poids, 120 parties par billion en moles
Coût, pur : 48 $ par 100g
Coût, en vrac : 1,74 $ par 100g
Source : Le mercure est rarement présent à l’état libre dans la nature, mais on le trouve dans des minerais, principalement du sulfure de mercure (cinabre, HgS). Le métal est extrait en grillant le cinabre dans un courant d’air. La vapeur de mercure qui en résulte est condensée pour recueillir le métal liquide.
Isotopes : Le mercure possède 34 isotopes dont les demi-vies sont connues, avec des numéros de masse de 175 à 208. Le mercure présent à l’état naturel est un mélange de sept isotopes et on les trouve dans les pourcentages indiqués : 196Hg (0,2%), 198Hg (10,0%), 199Hg (16,9%), 200Hg (23,1%), 201Hg (13,2%), 202Hg (29,9%) et 204Hg (6,9%). L’isotope se formant naturellement le plus abondant est le 202Hg est à 29,9%.
- Mary Elvira Weeks, La découverte des éléments. II. Les éléments connus des alchimistes, J. Chem. Educ., 1932, 9 (1), p11.
- Saul S. Hauben, Les dérivations des noms des éléments, J. Chem. Educ., 1933, 10 (4), p227.
- Vinay Kumar et Bonnie Tate, J. Chem. Educ., 1982, 59 (11), p 971.
- Vivi Ringnes, J. Chem. Educ., 1989, 66 (9), p732.
- Laboratoire d’alchimie
- John Emsley, Nature’s building blocks : an A-Z guide to the elements., 2003, Oxford University Press, p261
- Surveillance du mercure, de l’arsenic et du plomb dans les préparations traditionnelles asiatiques à base de plantes sur le marché néerlandais et estimation des risques associés.
- Médecine traditionnelle chinoise contenant du mercure : Fufang Lu Hui Jiaonang
- Francis Preston Venable : Une brève histoire de la chimie, 2009, Bibliobazaar, p66.
- Eric. J. Holmyard, Makers of Chemistry., 1931, Oxford at the Clarendon Press. p57. Ref 10a. p163.
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"Mercury." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 17 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/mercury.html>.
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