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MERCURE, élément chimique

Gouttes de mercure - crédits : Ventin/ Shutterstock

Gouttes de mercure

Le mercure, élément chimique de numéro atomique 80, est le seul métal liquide à la température ordinaire. Il tire son symbole Hg du mot grec latinisé hydrargyrum (argent liquide). Le mot actuel a été introduit au vie siècle par les alchimistes qui le représentaient par le symbole de la planète Mercure. L'ancien nom français vif-argent est conservé en allemand (Quecksilber). Le mercure appartient avec le zinc et le cadmium aux éléments du groupe IIb du tableau périodique. À l'état fondamental, sa structure électronique est caractérisée par une sous-couche 5d saturée et par la présence d'un doublet électronique en 6s. Tandis que les éléments de la colonne Ib (Cu, Ag, Au) peuvent perdre un ou deux électrons d pour donner des ions ou des complexes aux degrés d'oxydation + II et + III, cela n'est plus possible pour les éléments IIb et tout particulièrement pour le mercure dont le degré d'oxydation maximal sera de II. Les orbitales 5d des couches saturées de l'atome de mercure n'interviennent jamais dans la formation des liaisons. L'inertie totale de la sous-couche 5d est une propriété caractéristique du mercure. Pour cette raison, il ne sera pas considéré comme élément de transition bien qu'il possède quelques analogies avec ceux-ci, en particulier la formation de nombreux complexes de coordination. Les propriétés du mercure sont liées à la tendance des seuls électrons 6s à donner des liaisons. Ces électrons étant relativement inertes, la réactivité chimique de l'élément est faible.

Préparation

La production mondiale annuelle de mercure est passée d'un maximum de 10 000 tonnes en 1970 à 6 500 tonnes en 1986, 3 260 tonnes en 1996 et 1 600 tonnes en 2003, en provenance principalement d'Espagne, du Kirghizstan, de Chine, et d'Algérie.

Le mercure se rencontre à l'état naturel essentiellement sous forme de sulfure rouge appelé « cinabre ». Très simple, l'extraction à partir du cinabre s'effectue par grillage du minerai à l'air :

Le mercure distillé est entraîné par l'anhydride sulfureux et l'air en excès ; les vapeurs sont recueillies dans de l'eau acidulée froide dans laquelle le mercure se condense. Ce mercure, impur, est purifié par un premier lavage à l'acide nitrique dilué qui élimine les métaux plus oxydables que lui ; un affinage supplémentaire est souvent indispensable pour éliminer l'or et l'argent qui restent dans le métal. Un troisième stade de la purification consiste en une distillation sous vide. Le contrôle de la pureté du mercure s'effectue par voie électrolytique, par comparaison du potentiel électrochimique du métal préparé avec celui d'un mercure étalon.

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Écrit par

  • : professeur à la faculté des sciences de Rouen (chimie des solides)
  • : professeur d'université à l'I.U.F.M. de Créteil, chercheur au Centre d'études de chimie métallurgique (C.N.R.S.)

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Gouttes de mercure - crédits : Ventin/ Shutterstock

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