Mercurul (υδράργυρος, , , „vif argent”, „argento vivo” sau argint viu) este un element chimic reprezentat prin simbolul Hg și care are numărul atomic 80. De asemenea, mercurul reprezintă unul din cele 6 elemente care sunt lichide la o presiune și temperatură apropiată de cea a camerei. Mercurul este și singurul metal lichid. Este foarte toxic și era folosit la termometre, dar acest lucru a început să fie oprit din cauza toxicității sale. În tabelul periodic al lui Mendeleev, acesta aparține blocului d. Un alt element care este întâlnit în aceleași condiții este bromul.Concise Encyclopedia Chemistry, editat de Mary Eagleson, pagina 148
Comparativ cu alte metale, mercurul nu reacționează cu majoritatea acizilor, cum ar fi acidul sulfuric diluat, deși acizii oxidanți precum acidul sulfuric și acidul azotic concentrat sau apa regală îl dizolvă, rezultând sărurile sulfate, nitrate și clorurile. Reacționează totodată cu pulberea de sulf, utilizată în kitul de protecție contra scurgerilor accidentale de mercur, pentru absorbirea vaporilor degajați de acesta.
Este întâlnit în natură predominant sub forma cinabrului (sulfură de mercur). Acesta a fost extras în mod continuu încă din anul 415 î.Hr. Pigmentul roșu vermilion, forma pură a sulfurii de mercur, este obținut în urma reacției mercurului (redus din cinabru) cu sulful. Mercurul este utilizat în interiorul termometrelor, barometrelor, manometrelor, sfigmomanometrelor, lămpilor fluorescente, precum și în cadrul altor dispozitive. Acțiunea sa toxică a determinat înlocuirea sa din interiorul termometrelor sau manometrelor, în favoarea alternativelor precum alcoolul. În 2005, China era cel mai mare producător de mercur cu aproape două treimi din cantitatea extrasă la nivel mondial.
Ingestia cinabrului sau inhalarea acestuia este foarte toxică. Otrăvirea cu mercur poate rezulta din expunerea formelor hidrosolubile ale acestuia (precum clorura de mercur sau metilmercurul), inhalarea vaporilor de mercur sau consumarea alimentelor contaminate cu mercur. La data de 10 octombrie 2013, în cadrul Convenției de la Minamata privind mercurul, 140 de țări s-au angajat să înceteze emisiile de mercur. Din 1996, Statele Unite interzice folosirea mercurului în baterii, iar în Uniunea Europeană cantitatea maximă admisă este de 5 ppm.
Descoperire right|thumb|90px|Simbolul planetei Mercur a fost utilizat din Antichitate pentru reprezentarea acestui element. Cinabrul, principalul minereu compus din sulfură de mercur, a fost probabil utilizat ca și pigment încă din vremurile preistorice. În urmă cu 20.000 de ani, acesta (numit vermilion) a fost utilizat de către locuitorii peșterilor din Spania și Franța.
Extragerea mercurului din cinabru a fost menționată pentru prima dată de către filosoful grec Aristotel, în secolul al IV-lea, de unde provine și denumirea sa elenă, hydrargyros. Pliniu afirma despre mercur: Elementul a fost numit după zeul roman Mercur, cunoscut pentru viteza și mobilitatea sa. Totodată, semnul astrologic al planetei a devenit unul din simbolurile din alchimie ale acestui metal. Mercurul este singurul metal al cărui nume este comun cu cel planetar-alchimic.
Mercurul este un element care este întâlnit în scoarța terestră. A fost cunoscut încă din perioada vechilor greci, romani, chinezi și hinduși. În China Antică, mormântul Împăratului Shi Huangdi, mort în anul 210 î.Hr., a conținut o hartă în relief a Chinei în care râurile și oceanele erau reprezentate de mercur. Chinezii considerau că medicamentele pe bază de mercur sau cinabru pot prelungi viața, probabil datorită proprietăților acestora de conservare. Cu toate acestea, câțiva împărați, printre care și Huangdi, au decedat din cauza otrăvirii cu mercur, în încercările lor de a fi nemuritori. În urma cu 4000 de ani, femeile din China utilizau mercurul ca și metodă contraceptivă cu administrare pe cale orală.
Urme de mercur au fost descoperite și în morminte egiptene vechi de 3500 ani. Arheologul Heinrich Schliemann a descoperit o urnă de mărime mică plină cu mercur într-un mormânt din Kurna, Egipt, datând din anii 1600-1700 î.Hr. 200px|miniatura|stanga|Pagina din Alchimia, care incepe cu sectiunea “Rechter Gebrauch der Alchimei” [Folosing alchimia in mod corect] si cu instructiuni pentru obtinerea pigmentului rosu din cinabru (sulfura de mercur). Cea mai timpurie descriere a amalgamării aurului a fost făcută de către Abu Rayhan al-Biruni, cercetător persan al secolului al XI-lea, autor al unor texte alocate mineralogiei, pietrelor prețioase și metalelor. Conform acestuia, aurul era procesat din minereu prin zdrobire, apoi minereul era spălat și se adăuga mercurul. Aurul era de asemenea recuperat din Sindh, depozitând mercur în mici adâncituri săpate în albia râului. Sedimentele aurifere erau spălate peste bălțile mercurice, formându-se amalgamul aurului cu mercur. În ambele cazuri, amalgamul era recuperat și filtrat prin piele pentru separarea celor două elemente, iar ca pas final, amalgamul era ars pentru a se volatiliza mercurul și pentru a purifica aurul.
A fost cunoscut și în rândul alchimiștilor în timpul Evului Mediu. Aceștia considerau că mercurul, sulful și sarea sunt principalele elemente care constituie Pământul. Cuvântul hindus pentru alchimie, rasasiddhi, înseamnă cunoașterea mercurului. În acea perioadă, șapte metale erau cunoscute: mercurul, aurul, argintul, cuprul, staniul (cositorul), plumbul și fierul; alchimiștii credeau că în urma unui amestec corect al ingredientelor, mercurul poate fi transmutat în aur.
Începând cu secolul al XVI-lea, cunoștințele despre mercur au început să se dezvolte mai mult. Astfel, în anul 1556, Agricola a detaliat modul de utilizare al mercurului și a analizat efectele inhălarii vaporilor acestuia asupra sănătății umane. Datorită scrierilor lui Paracelsus,Chemistry, Society and Environment: A New History of the British Chemical ..., de Colin Archibald Russell, pagina 157 mercurul devenise, alături de stibiu,Principles and practice of medicine, de John Charles Peters,Frederick Greenwood Snelling, pagina 59 un element utilizat în tratamentele pentru boli venerice.On the Treatment of Syphilis and Other Diseases Without Mercury: Being a ..., de Charles Robert Drysdale, pagina 47
Structura atomică Structura atomului de mercur este determinată de numărul nucleonilor din nucleul atomic; mercurul prezintă 80 de protoni și 121 de neutroni. Raza atomică medie este de 0,155 nm, raza ionică este de 0,112 nm, iar raza covalentă este de 0,149 nm. Structura cristalină a mercurului este romboedrică, iar fiecare atom de mercur este înconjurat de alți 6 atomi învecinați la o distanță de 0,300 nm și alți șase atomi la o distanță de 0,347 nm.
Configurația electronică a atomului de mercur este 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4f14 4d10 5s2 5p6 5d10 6s2.
Izotopii Mercurul prezintă șapte izotopi stabili, cel mai abundent fiind 202Hg (29,80%). Radioizotopii cei mai longevivi sunt 194Hg cu un timp de înjumătățire de 520 ani și 203Hg cu un timp de înjumătățire de 46.612 zile. Radioizotopii rămași au timpul de înjumătățire mai mic de o zi.
Cu toate că izotopii mercurului sunt caracterizați de proprietăți chimice similare, datorită maselor diferite, reacțiile acestora diferă relativ puțin. Izotopii mai ușori reacționează mai rapid decât cei grei, cauzând prin aceasta îmbogățirea produșilor de reacție în reacțiile ireversibile.
În general, procesele fizice precum evaporarea, condensarea și difuzia ionilor sau moleculelor datorită concentrației sau temperaturii cauzează fracționarea izotopică în izotopi stabili; izotopii ușori se evaporă și permit ca difuzia să fie mai rapidă, iar cei grei se condensează.
Răspândire pe Pământ Surse naturale miniatura|left|250px|Mina de mercur din Idrija, Slovenia, în 1679 La nivel mondial, cantitatea totală de mercur este estimată a fi de 334,17 miliarde tone metrice; aproape întreaga cantitate este regăsită în sedimentele oceanice (98,75%) și în apele oceanice (1.24%), iar restul este conținut în sol. Sursele naturale de mercur permit pătrunderea acestuia în biosferă ca și gaz, atunci când exista activitate vulcanică terestră și oceanică, în soluții sau în minereuri. Procesele naturale prin care mercurul este emis în atmosferă mai pot cuprinde volatilizarea mercurului în mediile marine și acvatice și volatilizarea provenită din vegetație.
Ciclul global al mercurului implică degajarea acestuia din scoarța terestră, transportul aerian al vaporilor de mercur și depozitarea acestuia în sol și ape; cantitatea de mercur care poate pătrunde anual în atmosferă este în medie de 30.000 tone.
În mod natural, este întâlnit ca cinabru (HgS), tiemanit (HgSe), coloradoit (HgTe), coccinit (Hg2I2), și livingstonit (Hg[Sb4S7]), iar principalele depozite europene sunt în Almaden (Spania), Idrija (Slovenia nord-vestică), regiunea Rhein-Pfalz din Germania și Muntele Amiata în Toscana (Italia).
H. T. Shacklette a determinat conținutul caracteristic de mercur al plantelor care cresc în medii ce conțin nivele normale și ridicate de mercur.Shacklette, H. T., 1965, "Bryophytes associated with mineral deposits and solutions in Alaska: U.S. Geol. Survey Bull., 1198-C, 18p Acesta a ajuns la concluzia că în mediile cu conținut normal de mercur, plantele conțin 500 ppb (părți per miliard) în țesuturile lor uscate, pe când cele crescute în solul unde există depozite purtătoare de mercur ating un nivel între 500-3500 ppb. Cantitatea mult mai mare de mercur poate fi întâlnită ca și peliculă reziduală, sau ca și depozit în țesuturi datorită aplicării compușilor mercurici, ori din cauza contaminărilor în urma deversării.Geological Survey Professional Paper, Ediția 750, pagina A-182
Surse antropogenice Eliberările de mercur în atmosferă sunt considerate a fi provocate de procesele industriale și de sursele de combustie, conținând formele volatile ale mercurului, precum și formele sale particulare. Mercurul gazos include formele chimice elementare și oxidate ale acestuia, în timp ce formele particulare sunt constituite din compușii chimici ai mercurului, datorită presiunii înalte a vaporilor săi.
Proveniența mercurului este determinată de tipul de combustibil folosit, precum cărbunele, petrolul sau deșeurile municipale. În anul 1996, arderea combustibililor fosili a contribuit la eliberarea a 76 tone de mercur în atmosferă, dintre care 66.5 de tone proveneau din arderea cărbunilor, iar 10 tone proveneau din arderea petrolului și gazelor naturale. Diverse incineratoare și aparate de combustie a deșeurilor au eliberat 54 de tone de mercur în atmosferă în 1996, dintre care 27 tone proveneau din deșeurile menajere, 15 tone din deșeuri medicale, iar materialele periculoase (lichide și solide) au emis 11 tone de mercur. Mercurul mai pătrunde în mediul înconjurător și datorita incinerării materialelor precum componentelor auto, bateriilor, becurilor fluorescente, produselor medicale, termometre și termostate. Datorită riscului adus de aceste produse sănătății, s-au făcut eforturi în reducerea cantității de mercur în producția acestora; de exemplu, cantitatea de mercur din termostate în SUA a fost scăzută de la 14,5 tone în 2004 la 3,9 tone în 2007.
Unele procese antropogenice care nu au mai fost utilizate de mult timp, au încă ca și rezultat emisii semnificative în cadrul mediului înconjurător, estimându-se că unele lacuri sau râuri conțin mercur într-o cantitate de 2 sau 4 ori mai mare încă de la începutul erei industriale. În Suedia secolului al XX-lea, concentrația de mercur a fost stabilită a fi de 4 până la 7 ori mai mare în partea sudică și de 2 până la 3 ori mai mare în partea nordică.
Deoarece este un material poluant care nu se poate degrada, creșterea nivelului de mercur semnalează anumite probleme. În Minnesota, în lacurile izolate produse de activitatea industrială, contaminarea sedimentelor cu mercur s-a triplat în ultimii 150 de ani, iar această creștere este datorată surselor antropogenice.