Le mercure est un élément chimique de symbole Hg et de numéro atomique 80. Autrefois appelé hydrargyre, il est également connu sous le nom de vif-argent. C’est un métal lourd, argenté, qui est liquide dans les conditions normales de température et de pression. Le brome est le seul autre élément liquide dans ces conditions, tandis que des métaux comme le césium, le gallium et le rubidium fondent à des températures proches de la température ambiante.
Le mercure possède la configuration électronique [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s². C'est le seul métal élémentaire qui reste liquide à température ambiante (point de fusion : −38.83 °C). Ses états d'oxydation sont +1 (formant le cation diatomique dimérique Hg₂²⁺) et +2 (le cation Hg²⁺). Sa réactivité extrêmement faible et sa volatilité physique s'expliquent par des effets relativistes quantiques : la grande masse du noyau attire fortement et contracte l'orbitale 6s remplie, rendant ses deux électrons de valence indisponibles pour former des liaisons métalliques interatomiques efficaces. C'est un métal noble qui ne s'oxyde pas à l'air froid et forme des amalgames avec presque tous les métaux, à l'exception du fer.
Hg + S → HgS
Il réagit spontanément, même à froid, avec le soufre en poudre, en se transformant en sulfure de mercure solide noir ou rouge dans le cadre d'une méthode classique de dépollution du mercure.
2 Hg + O₂ (350 °C) ⇌ 2 HgO
Lorsqu'il est chauffé à 350 °C, il se combine lentement à l'oxygène pour former de l'oxyde de mercure(II) rouge. Si la température dépasse 450 °C, cet oxyde se décompose en libérant du mercure et de l'oxygène pur.
3 Hg + 8 HNO₃ → 3 Hg(NO₃)₂ + 2 NO + 4 H₂O
Il se dissout facilement dans l'acide nitrique concentré, en libérant du monoxyde d'azote et en formant du nitrate de mercure(II).
Hg + Au → amalgam Au-Hg
Il dissout spontanément des métaux tels que l'or, l'argent et l'étain à température ambiante, en formant des amalgames liquides ou pâteux, sans réaction d'oxydoréduction.
| Composé | Formule | Utilisation ou importance |
|---|---|---|
| Sulfure de mercure(II) | HgS | Cinabre ou vermillon ; principal minerai de couleur rouge écarlate vif, pigment minéral historique et minerai d'extraction du mercure |
| Chlorure de mercure(I) | Hg₂Cl₂ | Calomel ; sel blanc insoluble historiquement utilisé comme référence pour les électrodes de potentiel et comme ancien purgatif |
| Chlorure de mercure(II) | HgCl₂ | Sublimé corrosif ; sel très soluble et extrêmement toxique, utilisé comme antiseptique chirurgical au XIXe siècle |
| Fulminate de mercure | Hg(CNO)₂ | Explosif primaire très sensible aux chocs et aux frottements, utilisé pour amorcer les cartouches et les détonateurs militaires |
Le mercure naturel est constitué de sept isotopes stables : ¹⁹⁶Hg (0.15%), ¹⁹⁸Hg (9.97%), ¹⁹⁹Hg (16.87%), ²⁰⁰Hg (23.10%), ²⁰¹Hg (13.18%), ²⁰²Hg (29.86%) et ²⁰⁴Hg (6.87%). Les isotopes ¹⁹⁹Hg et ²⁰¹Hg possèdent un spin nucléaire et présentent un grand intérêt en spectroscopie RMN et en physique atomique. Le mercure-198 mono-isotopique, produit par irradiation neutronique de l'or, a été utilisé au milieu du XXe siècle comme source lumineuse à vapeur monoatomique d'une pureté exceptionnelle pour définir des étalons métriques.
C'est un élément rare dans la croûte terrestre (environ 0.085 ppm). On le trouve parfois sous forme de gouttelettes de mercure liquide natif dans les fissures des roches, mais son minerai presque exclusif est le cinabre (sulfure de mercure, HgS), présent dans des filons hydrothermaux de basse température associés aux zones volcaniques. Le plus grand gisement historique de la planète se trouve à Almadén de la Plata (Espagne), exploité pendant plus de deux mille ans par les Romains et les Arabes, ainsi que dans des mines de Slovénie (Idrija), d'Italie et de Chine. Le mercure s'obtient facilement en grillant le cinabre à l'air au-dessus de 500 °C, puis en condensant les vapeurs métalliques distillées dans des tubes refroidis.
Connu depuis l'Antiquité égyptienne, chinoise et romaine (il y a plus de 3 500 ans), il fascinait les philosophes par sa fluidité à l'état liquide et son éclat métallique. Aristote l'appelait « argent liquide » (hydrargyros, terme dont dérivent son symbole chimique universel Hg et son nom latin hydrargyrum). En espagnol classique, il était appelé « azogue », du terme arabe « al-zawq ». Les alchimistes médiévaux considéraient le mercure et le soufre comme les deux principes primordiaux de la matière à partir desquels tous les métaux se formaient.
Historiquement, il a joué un rôle majeur dans les instruments de mesure physique (thermomètres médicaux, baromètres et manomètres de Torricelli), les interrupteurs électriques silencieux, les lampes à vapeur de mercure utilisées pour l'éclairage public et les amalgames dentaires. Aujourd'hui, en raison de la convention de Minamata des Nations unies, son utilisation commerciale est progressivement éliminée dans le monde entier.
Le fulminate de mercure a permis la mise au point des détonateurs modernes pour la dynamite et les balles ; le thimérosal a été utilisé comme conservateur bactériostatique dans les vaccins multidoses ; et le cinabre servait à décorer les codex médiévaux et les temples avec du vermillon.
Il n'a aucune fonction biologique et compte parmi les polluants neurotoxiques les plus nocifs qui existent. Dans les milieux aquatiques, des bactéries anaérobies méthylent le mercure inorganique et le transforment en méthylmercure (CH₃Hg⁺), un composé extrêmement toxique et liposoluble qui se bioamplifie le long de la chaîne alimentaire marine, notamment chez les grands poissons prédateurs comme le thon et l'espadon.
Les vapeurs de mercure, émises à température ambiante, sont inhalées sans odeur perceptible, traversent les alvéoles pulmonaires et la barrière hémato-encéphalique, puis s'accumulent dans le système nerveux central, où elles provoquent des tremblements, des insomnies, l'éréthisme mercuriel (maladie du chapelier fou) et de graves lésions rénales.
Le déversement industriel de méthylmercure dans la baie de Minamata (Japon) dans les années 1950 a fait des milliers de victimes, atteintes de paralysie, de cécité et de malformations congénitales. La convention de Minamata de 2013 interdit l'extraction minière primaire du mercure et réglemente son élimination en toute sécurité dans le monde entier.
Le mercure est le seul métal qui reste liquide à température ambiante, en raison de sa configuration électronique. Ses électrons se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière du fait de son numéro atomique élevé, ce qui affaiblit les liaisons métalliques entre ses atomes, abaisse son point de fusion et l'empêche de se solidifier dans des conditions normales.
Entre 1932 et 1968, une usine pétrochimique de Minamata a déversé directement dans la baie des tonnes de catalyseur résiduel contenant du méthylmercure. Des bactéries marines ont méthylé le mercure, qui a remonté la chaîne alimentaire et s'est fortement concentré dans les poissons et les coquillages consommés par la population locale. Des milliers de pêcheurs et de membres de leurs familles ont souffert de cécité, d'ataxie, de paralysie et de convulsions, tandis que des enfants sont nés avec de graves malformations cérébrales. Cette catastrophe a inspiré le traité international de Minamata visant à éliminer le mercure à l'échelle mondiale.
En 1643, le physicien italien Evangelista Torricelli a rempli de mercure un tube de verre d'un mètre, fermé à une extrémité, puis l'a retourné dans une cuve pleine de mercure. La colonne est descendue jusqu'à se stabiliser à exactement soixante-seize centimètres de hauteur, laissant un vide au-dessus. Torricelli a démontré que ce n'était pas l'« horreur du vide » qui maintenait le métal liquide en hauteur, mais le poids considérable de l'air de l'atmosphère terrestre exerçant une pression sur la cuve extérieure.
Au milieu du XVIe siècle, les métallurgistes espagnols ont introduit en Amérique le procédé d'amalgamation en patio mis au point par Bartolomé de Medina. Le minerai d'argent broyé était mélangé à de la saumure, du sulfate de cuivre et une grande quantité de mercure liquide sur de vastes aires de traitement en pierre. Le mercure dissolvait sélectivement les particules d'argent en formant une masse d'amalgame pâteuse. Après lavage du mélange et distillation de l'amalgame dans des cornues, le mercure était récupéré et l'argent pur restait dans le creuset.
Lorsqu'un thermomètre classique se casse, le mercure se divise en milliers de gouttelettes qui émettent des vapeurs toxiques invisibles. La méthode traditionnelle consiste à saupoudrer le liquide répandu de soufre en poudre. Le soufre réagit avec le mercure et le fixe sous forme de sulfure de mercure solide, un composé non volatil et inoffensif qui neutralise les vapeurs dangereuses et permet de le récupérer en toute sécurité, sans utiliser d'aspirateur.
Aux XVIIIe et XIXe siècles, les chapeliers utilisaient des solutions de nitrate de mercure pour assouplir et feutrer les peaux de castor et de lapin destinées aux hauts-de-forme, dans des ateliers fermés et mal ventilés. L'inhalation chronique de vapeurs de mercure provoquait une intoxication durable (« éréthisme mercuriel »), caractérisée par des tremblements musculaires incontrôlables, une paranoïa extrême, des pertes de mémoire et des changements brusques de personnalité, qui ont inspiré le Chapelier fou d'Alice au pays des merveilles.
Dans les écosystèmes aquatiques, certaines bactéries transforment le mercure en méthylmercure, une forme organique facilement absorbée par les êtres vivants, mais éliminée très lentement. Les petits poissons l'ingèrent et, lorsqu'ils sont dévorés au fil des années par des poissons plus grands, le métal s'accumule dans leurs muscles. C'est pourquoi les grands prédateurs comme le thon ou l'espadon peuvent présenter des concentrations plus élevées.
Principales sources consultées : PubChem, Royal Society of Chemistry, NIST, IUPAC. Dernière révision : novembre 2026.