Pourquoi le mercure est-il liquide à température ambiante ?
Une équipe de l’Université Ruprecht Karls d’Heidelberg (Bade-Wurtemberg, Allemagne) associée à des chercheurs néo-zélandais et français a, dans un article publié dans la revue Angewandte Chemie, détaillé une analyse du mercure basée sur des simulations numériques. Cette analyse explique, grâce à la théorie de la relativité restreinte, comment la structure électronique de ce métal lui permet d’être liquide à des températures ambiantes.
Michael Wormit, du centre interdisciplinaire de calcul scientifique (IWR) de l’Université d’Heidelberg, résume le problème ainsi: “Les propriétés du mercure posent des énigmes à la chimie théorique. Pourquoi est-il liquide à température ambiante alors que les autres métaux ont des points de fusion bien plus élevés ? Par son comportement, il se rapproche d’un gaz rare.”
Les chercheurs supposaient déjà que ces propriétés remarquables découlaient des effets dus à la théorie de la relativité restreinte. Cependant, aucune mesure quantitative n’avait été jusqu’à présent réalisée. Les chercheurs ont donc, grâce à la coopération avec Florent Calvo de l’Université de Lyon 1, modélisé l’atome de mercure composé de son noyau et de ses 82 électrons, pour ensuite simuler les interactions entre plusieurs atomes sous différentes pressions et températures.
Michael Wormit et son équipe ont utilisé la méthode dite de Monte-Carlo, une méthode stochastique basée sur une répétition d’opérations aléatoires. “Grâce à des capacités de calcul toujours plus importantes, nous pouvons désormais montrer l’importance des effets relativistes. Nous avons prouvé que sans ces effets, la température de fusion du mercure serait plus élevée de 105 degrés Celsius, ce qui le rendrait solide à température ambiante.”
Source : Techno-science
