Chapitres
Carte d'identité du Mercure
Le Mercure est un élément chimique métallique liquide, de symbole atomique Hg et de numéro atomique Z = 80.
Sa structure électronique est donc la suivante : (K)2(L)8(M)18(N)32(O)18(P)2 soit 80 électrons répartis dans les différentes couches.
Dans le tableau périodique, il est situé sur la sixième période et dans la douzième colonne : il appartient à la famille des métaux de transition.
Le Mercure a une électronégativité égale à 2 (à noter que l’élément le plus électronégatif est le Fluor, avec une électronégativité égale à 3,98. A contrario, l’élément le moins électronégatif est le Francium, avec une électronégativité égale à 0,7).
Enfin, il a une masse molaire égale à 200,6 g/mol.
Le tableau ci-dessous résume l’ensemble de ces informations :
Symbole atomique: Hg Numéro atomique: Z= 80 Principal isotope: A = 202 Structure électronique:(K)2(L)8(M)18(N)30(O)18(P)2 Configuration électronique: 1s22s22p63s23p63d104s24p44d104f145s25p65d106s2 Période: 6 Groupe: 12 Famille: métaux de transition Electronégativité: 2,00 Masse molaire atomique: 200,6 g/mol | Symbole Localisation dans la classification |
Histoire du Mercure
Origine du mot Mercure
Dans l'antiquité, le Mercure était considéré comme le métal primordial qui avait donné naissance à tous les autres métaux mais aussi le plus proche de l'or. Il a donc reçu le nom de la planète la plus proche du Soleil (Mercure) elle-même baptisée du nom du messager des dieux dans la mythologie romaine.
Le Mercure était parfois considéré comme un état liquide de l'argent d'où les noms d' "argent liquide","argent vivant" (argentum vivum) ou de "vif argent" parfois employés.
Depuis 1787, l'appellation officielle est Mercure, mais jusqu'au début du XIXème siècle on retrouve des traces de l'appellation "vif argent".
Son symbole atomique "Hg", provient de son nom latin "hydrargyrum" formé à partir du grec "hydrargyros" qui signifie "eau et argent", en référence à son aspect argenté et à son état liquide.
La découverte du mercure, un peu d'histoire
Le Mercure est un des métaux connus depuis l'antiquité en Chine, en Inde mais aussi en Egypte. Relativement rare sous sa forme native, on le trouve le plus souvent dans un minerai appelé le cinabre, contenant du Sulfure de Mercure, et à partir duquel le Mercure est facilement extrait.
Une poudre rouge vermillon était notamment extraite du cinabre, et était beaucoup utilisée en tant que pigment, pour la réalisation de céramiques ou encore de fresques murales. Les premières utilisations semblent remonter à -7000 ou -8000 en Turquie.
Les principaux isotopes du mercure
Quarante isotopes du Mercure sont aujourd'hui identifiés.
Isotopes naturels du Mercure
Parmi les quarante isotopes connus du Mercure, sept sont stables et présents dans la nature.
Le plus abondant est l'isotope de nombre de masse A = 202 (29,86%), suivi par les isotopes de nombre de masse A = 200 (23,10%) et A = 199 (16,87%).
Le tableau ci-dessous synthétise ces informations :
Symbole du noyau | Composition du noyau | Proportion sur Terre |
---|---|---|
80 protons 116 neutrons | 0 | 15% |
80 protons 118 neutrons | 9 | 97% |
80 protons 119 neutrons | 16 | 87% |
80 protons 120 neutrons | 23 | 10% |
80 protons 121 neutrons | 13 | 18% |
80 protons 122 neutrons | 29 | 86% |
80 protons 123 neutrons | 6 | 87% |
Isotopes radioactifs du Mercure
Les 33 autres isotopes du Mercure sont synthétisés et radioactifs : ce sont des radioisotopes.
L'isotope de nombre de masse A = 196 est celui qui a le temps de demi vie le plus élevée avec 444 ans, puis vient l'isotope 203 avec une durée de demi vie égale à 47 jours, puis l'isotopes 197 avec une durée de demi vie égale à 64 heures.
Les autres isotopes ont des durées de demi-vie de l'ordre de quelques dizaines d'heures, inférieures à une heure, voire même inférieures à la minute.
Le Mercure sous ses différentes formes
Le Mercure sous forme de corps simple
Dans les conditions normales de température et de pression, le Mercure est un métal grisâtre, brillant, liquide (sa température de fusion est de -38,83°C) volatile et toxique.
Il ne s'oxyde en présence de dioxygène qu'à haute température en formant de l'Oxyde de mercure.
Il ne réagit pas avec l'eau ou les bases et ne réagit qu'avec certains acides comme l'acide nitrique (formation de HgNO3)et l'acide sulfurique concentrés.
Il réagit également avec les dihalogènes en formant des dihalogènes de Mercure.
Les ions du mercure en solution aqueuse
Le principal ion à base de Mercure est l'ion mercurique, de formule Hg2+: c'est un cation monoatomique présentant un défaut de deux électrons.
Il s'agit de l'ion responsable de la pollution au Mercure des eaux douces et salées.
Il souvent associé à d'autres espèces chimiques en fonction de son milieu et peut former par exemple des complexes hydroxo-chloro-mercure dans l'eau de mer.
Un autre ion connu du Mercure est l'ion mercureux, de formule Hg22+
Corps composés à base de mercure
Parmi les composés à base de Mercure les plus connus, on peut citer :
- Le Sulfure de mercure II, de formule HgS : sa forme naturelle, appelée cinabre, est la principale source de mercure. Il s'agit d'un solide rouge vermillon qui peut notamment être utilisé comme pigment.
- L'Oxyde de mercure, de formule HgO : c'est un solide de couleur orangée qui peut se former lors de l'oxydation du mercure métallique par le dioxygène.
Applications du Mercure
Le Mercure est utilisé dans un certain nombre d'applications, parmi lesquelles :
- Utilisation dans la fabrication de certaines piles salines et alcalines
- Utilisation dans le procédé de fabrication du Chlore, qui fait intervenir une cathode au Mercure
Le Mercure a également pendant longtemps été employé en tant que fluide dans des thermomètres, car il a la propriété de se dilater sous l'effet de la température. Cependant, en raison de la toxicité du Mercure, cette utilisation est désormais interdite.
De manière générale, du fait du caractère toxique du Mercure, les applications se font de moins en moins nombreuses.
Toxicité du Mercure
Le caractère toxique du Mercure est avéré.
Son niveau de toxicité va par ailleurs dépendre de son degré d'oxydation.
Sous l'état d'oxydation 0, il est toxique par inhalation lorsqu'il se trouve sous forme de vapeur. En revanche, le risque est très faible en cas de contact cutané avec la forme liquide, sauf s'il y a des lésions sur la peau. Enfin, la toxicité est très faible par ingestion.
Les ions Mercure II sont plus toxiques que les ions Mercure I.
Enfin, les composés organiques contenant du Mercure sont bien plus toxiques.
Parmi les principales conséquences d'une exposition au Mercure :
- Ses effets sur le système nerveux (le Mercure est connu pour être un neurotoxique)
- Ses effets sur le fœtus chez une femme enceinte (le Mercure est toxique pour la reproduction)
- Ses effets sur les fonctions rénales (le Mercure est un néphrotique)
- C'est aussi un perturbateur endocrinien
- Ses effets sur les cellules, du système nerveux notamment
Pour toutes ces raisons, le Mercure est un composé soumis à une réglementation très stricte, et bon nombre d'applications disparaissent progressivement.
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Très bon cour!