MÉTAUX — ALLIAGES — SELS

Des métalloïdes et des métaux. — Oassiflcalion des métaux. — Propriétés physiques. — Poids atomiques des métaux. — Alliages. — Des sels. — Sels ni&utres, acides, basiques. — Nomenclature des sels.' — Propriétés générales des sels. — Dissolution. — Sursaturation. — Lois de Berthollet.

262. Des métalloïdes et des métaux. — La division des corps simples en métalloïdes et en métaux est basée sur un ensemble de propriétés chimiques et physiques; mais, comme toutes les classifications que nous tentons d'étabhr dans les choses de la nature, cette division ne saurait être rigoureuse. Il n'y a pas entre ces deux classes de corps une démarcation brusque ; quelques éléments participant des uns et des autres servent pour ainsi dire de transition.

Les métaux ont l'éclat dit métallique ; ils sont bons conducteurs du calorique et de l'électricité, tandis que les métalloïdes sont dépourvus d'éclat et ne conduisent ni la chaleur ni l'électricité. Ces propriétés n'ont rien d'absolu, car elles appartiennent également à l'antimoine et au bismuth.

Les meilleurs caractères distinctifs sont ceux qu'on peut tirer des réactions des éléments et des combinaisons qu'ils fournissent avec l'oxygène. Ils reposent sur la définition des bases et des acides.

■Tous les oor|)3 dits métalloïdes, en se coiubinant fcec l'oxygène, donnent, outre des oxydes neutres, un tain nombre de dérivés qui, en fixant les éléments b l'eau, se convertissent en acides, tels que : l'oxyde fs soufre SO' ou anhydride sulfurique, qui, par fixation Wune molécule d'eau, se convertit en acide sulfurique O'H'; l'oxyde de phosphore, dit anhydride phospho- Hque Ph'O^, qui, en tixant de l'eau, passe à l'étal d'acide phoaphorique. Ils ne donnent pas d'oxydes ou d'hydrates d'uxydes se corapurtant comme des bases, excepté le bismuth, qui est intermédiaire entre les ^..«Détaux et les métalloïdes.

En outre, les combinaisons hydrogénées des métal-

i suivants : chlore, hrome, iode, fluor, soufre,

fiénium, tellure, fonctionnent elles-mêmes comme

Les métaux, au contraire, fournissent tous un cernnombrede combinaisons oxygénées qui donnent, . s'unissant à l'eau, des hydrates renfermant de lydrogène comme les acides, mais possédant des

mpriétëa opposées à celles des acides; tels sont ;

roxyde de pntassiuni K'O. auquel correspond l'hydrate

; l'oxyde de baryum BaO et son hydrate BaO'H'.

a oxydes et ces hydrates sont des bases; ils font la

rtible décomposition avec les acides, par ueutraU-

ition réciproque, en donnant naissance à des sels et ettant rie l'eau en liberté :

Notons cependant qu'outré ces dérivés basiques les métaux fournissent aussi des dérivés très riches en oxygène, qui fonctionnent comme acides; tels sont : l'acide chromique, l'acide manganique, l'acide plombique.

Mais le caractère principal des métaux, nous le répétons, c'est de former toujours avec l'oxygène un certain nombre de combinaisons dont les hydrates fonctionnent comme bases.

Enfin il est à remarquer que, à l'exception du bismuth et du bore, tous les métalloïdes se combinent à l'hydrogène; que ces combinaisons sont définies, stables, tandis que les métaux se rapprochant de l'hydrogène par leur caractère électro-positif s'y combinent rarement ; on ne connaît que l'hydrure de cuivre, l'hydrure de zinc, composés peu stables et se détruisant déjà au-dessous de 400°.

Les chlorures métalliques sont insolubles dans Teau ou solubles sans altération, ou décomposés par l'eau ; les chlorures des métalloïdes sont tous décomposés par Feau, en donnant des oxychlorures ou des dérivés oxygénés jouant le rôle d'acides.

263. Classiâcation des métaux. — Pour les métaux comme pour les métalloïdes, il est difficile d'arriver à une classification rigoureuse qui, ne masquant aucune relation, satisfasse complètement l'esprit. Longtemps on s'est contenté de la systématisation due à Thenard, qui rangeait les métaux suivant leur affinité pour Toxygène à diverses températures, et la résistance que les oxydes ainsi formés opposaient à la réduction. Cette classification, qui a rendu de grands services à la science, ne saurait être conservée, parce qu'elle méconnaît les analogies naturelles des métaux. Fondée sur une seule propriété des métaux, elle est artificielle.

^^nnme en botanique le système de Linné, basé :^url^H ^^^pils caractères tirés des étamines. fl

^^^UjBS métaux, comme les métalloïdes, présentent ugj ^^^Bssance de combinaison, une atomicité diiïérentf^| ^^^Pmme base de classification, on peut adopter la coajB ^^Bdération de l'atomicité; elle respecte plus lea anaiôfl gies naturelles que le système de Thenard; mais ellU n'est pas entièrement satisfaisante et ne saurait fairtB ressortir toutes ces analogies. Les métaux, en effet, ont des liens de parenté complexes; tel métal par une série de composés est voisin de tel autre, tandis qu'il I^^B rapproche d'un troisième par un autre ensemble d^ ^^^■etions. jM

^^^Bjos classifications, étant forcément linéaires, n^| I^^K^nt jamais à l'abri de toute critique; à mesure qx^Ê nous étudierons les métaux, cette vérité s'imposer|fl vivement à notre esprit. S

Les métaux ne fournissant qu'un petit nombre A^Ê composés hydrogénés, c'est par leurs chlorures qu^| nous mesurerons leur atomicité. Les uns fixent u^M seul atome de chlore, d'autres en fixent 2; il en es^Ê qui s'unissent à -i, à 6 atomes de chlore, etc. ■

Nous commencerons donc par grouper les métauSM en grandes divisions établies d'après leur difîérentfll puissance de combinaison. Mais, dans chaque embranchement ainsi déterminé, il existe des familles naturelles caractérisées par un ensemble de propriétés voisines, par une analogie de réactions, qu'il seraiLfl superflu d'indiquer en ce moment, et que nous téronsfl ressortir avec soin après avoir passé en revue léâH rtifTérents membres de ces familles. ■

C'est alors seulement que nous pourrons exposer la.l lE^ das-sification des métaux avec plus d'avantage. I

^^l^our le moment, nous nous contenteTOn?. it ÔLÏiwoBM

la liste des métaux que [nous avons à étudier, rangés d'après leur parenté et suivant Tordre adopté dans ce livre :

Métaux monoatomiques.

Potassium, Sodium, Lithium, Rubidium, Gsesium. — Ammonium. — Argent.

Métaux diatomiques.

Baryum, Strontium, Calcium. — Plomb.

Magnésium, Zinc.

Cuivre, Mercure.

Fer, Chrome, Manganèse, Cobalt, Nickel. — Aluminium '.

Métal triatomique.

Or.

Métaux tétratomiqites .

Étain. — Platine.

Il existe aussi des métaux hexatomiques dont les chlorures ont pour formule générale RGl^ ; tels sont le rhodium, l'iridium, le molybdène; ils n'ont pas assez d'intérêt pratique pour que nous en fassions l'histoire.

264. Propriétés physiques des métaux. — Les propriétés physiques des métaux présentent un grand intérêt, surtout au point de vue de leurs applications usuelles.

Excepté le mercure, qui est liquide à la température ordinaire, tous les métaux sont solides, cristallisables, et la plupart cristallisent dans le système cubique.

Opacité. — Examinés sous une épaisseur moyenne, ils sont opaques; en feuilles très minces, ils sont

1. Nous verrons plus loin pourquoi Faluminium ne peut être ïjéparé du fer, quoiqu'il ne fournisse pas de chlorure AlCl^. ni aucun dérivé dans lequel l'atome d'aluminium puisse être considéré comme diatomique.

transparents. Une feuille d'or battu, collée sur une laméfl de verre, laisse passer une lumière verdâtre complâ^ mentaire de la couleur jaune du métal vu par rétlexinii.

Ils présentent l'éclat métallique; réduits en poudre, ils paraissent ternes, mais reprennent leur éclat par le frottement exercé à l'aide d'un corps dur. J

Couleur. — Presque tous sont blancs, plus ou moion teintés de nuances diverses; l'argent est d'un blancfl jaunâtre, le zinc d'un blanc bleuâtre ; il n'y a de coloréM que le cuivre, qui est rouge, l'or et le strontium, qufl sont jaunes. Si l'on fait réfléchir plusieurs fois, sur lafl surface d'un métal, un même faisceau de lumièrefl blanche, de manière que l'absorption des rayons eoiiM plus complète, l'argent paraît jaune, l'or rouge et ItuM cuivre écarlate. M

Densité. — La densité des métaux est très variableij elle est généralement d'autant plus grande que le»l poids atomiques sont plus élevés, sans être toutefois proportionnelle h ces poids atomiques; ainsi le sodiuml est plus dense que le potassium et cependant possède! un moindre poids atomique. I

La plupart des métaux usuels, zinc, fer, cuivre, oafl une densité qui varie entre 7 et 9. Le platine et l'iri J dîum sont les plus denses de tous les métaux; la den- J site du platine laminé est de 21,5. I

Pointu de fm^ion. — Le point de fusion des métaux^l est très variable; lemercureestsolideà40''au-ilessousl de zéro ; le potassium fond à 96", le plomb à 315», le I zinc à 410", l'argent vers 1000", le fer forgé vers 1500°, J l'iridium à environ 2500". I

Plusieurs sont assez volatils pour qu'on puisse uti- I User cette volatilité dans leur obtention; le mercui'e I bout à 360", le sodium à 860", le magnésium et le zinc w vers 1000". 1

Conductibilités — La conductibilité relative des métaux pour la chaleur, déterminée par MM. Wiedemann et Franck, est donnée dans le tableau suivant, rapportée au chiffre 100, exprimant la conductibilité la plus grande, celle de l'argent :

Argent 100

Cuivre 79,3

Or 33,2

/ / Zinc 19,3

sL / Fer 11,9

/ I Plomb 8,3

} Platine 8,4

(y est à cause de la grande conductibilité du cuivre pour la chaleur que l'on se sert d'appareils en cuivre pour opérer des distillations et des évaporations rapides.

Malléabilité, ductilité. — Les métaux présentent plus ou moins de facilité à être réduits en lames ou étirés en fils. D'après leur malléabilité, c'est-à-dire la propriété qu'ils ont d'être réduits en feuilles par le laminoir, ils se rangent dans l'ordre suivant :

-^ Or, argent, aluminium, cuivre, étain, plomb, zinc, platine, fer.

D'après leur ductilité ou facilité à être étirés en fils, ils se rangent comme il suit :

Or, argent, platine, aluminium, fer, nickel, cuivre, zinc, plomb.

L'or occupe donc la première place comme malléabilité et ductilité .

Ténacité. — On désigne sous ce nom la résistance que présentent à la rupture les fils des divers métaux. Pour en rompre un fil de 2 millimètres de diamètre, il

faut lin poids différent avec chaque mêlai, exprimé eu kilogrammes dans le tableau suivant :

Fer 2B1) kil.

Cuivre laT —

Platine ISS —

Argent SS —

Or 6S —

Zinc. ">ii —

Plomb. j.j

'265. Poids atomiques des MÉTAU-t. — Les métaux fournissant peu de dérivés volatils, leurs poids atomiques ne peuvent être déduits des poids moiéculaires de leurs combinaisons. 11 faut avoir recours pour les déterminer aux considérations chimiques et aux chaleurs spécifiques.

Si l'on examine les combinaisons que forment les | métaux avec le chlore, on voit par l'analyse quelle est i la plus petite quantité de métal unie à l'atome de ,' chlore, et l'nn obtient ce qu'on appelle un équivalent/ ou nombre proportionnel.

Ainsi 74,5 de chlorure de potassium renferment 39 de métal et 35,5 ou un atome de chlore.

39 est-il le poids d'un atome de potassium combiné à un seul atome de chlore, et le poids moléculaire du chlorure est-il 74,5? ou bien ce poids atomique du potassium est-il un multiple de 39, par exemple est-il 78 et se trouve-t-il combiné à 2 atomes de chlore? Avec la valeur 39 donnée au potassium, dont le symbole est K, le chlorure aurait pour formule KGl; avec ^]a valeur 78, il serait KCl'.

139 de chlorure de plomb renferment 103,5 de plomb j ou un atome de chlore .

i Le plomb .t-t-ilunpoidsatomiquede -103,5 et s'unit-il a atome de chlore? ou bien son nok\îi e^xAViVTl , teX.

304 CHIMIE INORGANIQUE ÉLÉMffiirrAIRB

atome s'unissant à 2 atomes de chlore? ou enfin est-il tout autre multiple ?

Pour choisir entre les poids atomiques divers auxquels conduit l'analyse, qui indique seulement les rapports pondéraux, il faut avoir recours à la loi de Dulong et Petit, exposée précédemment (voyez page 112), et d'après laquelle les chaleurs spécifiques sont inyejsement proportionnelles auF poids atomiques. De cette loT, il résulte que le produit de la chaleur spécifique d'un corps par son poids atomique donne un chiffre constant, ou au moins variant dans de faibles limites.

Cette constance est en moyenne 6,5, d'où :

Chaleur spécifique x poids atomique = 6.5.

Inversement, cette formule nous mène à celle-ci :

6,5 Poids atomique =

Chaleur spécificjue

Par conséquent, en divisant 6,5 par la chaleur spécifique d'un métal, on arrivera à un nombre très voisin de son véritable poids atomique et qui permettra de choisir entre les nombres donnés par l'analyse.

Gomme exemple, appliquons cette formule à la détermination • des poids atomiques du potassium et du plomb .

La chaleur spécifique du potassium est de 0,1695, d'où :

39,1, poids atomique donné par la chaleur du potassiuniy nous conduit donc à admettre 39 et non 78 pour

nds atomique du potassium, et lii formule du chio 3 potassium devient KCl. Ce corps est produit

r l'union d'un atome de chacun de ses constituants.

Rappelons que 6,5 étant seulement une moyenne, le poids atomique donné par la clialem^ spécifique se rapproche du vrai poids atomique sans se confondre entièrement avec lui.

En répétant ce que nous avons déjà dit précédemment, rappelons qu'on peut contrôler autrement les données de l'analyse au moyen des chaleurs spécifiques. Si le chifire 103,5 donné par l'analyse du chlorure de plomb est le vrai poids atomique de ce métal, ce chiffre multipLé par la chaleur spécilique du plomb doit donner un chiffre voisin de 6,5 en vertu de la formule : chaleur spécifique X poids atomique — 6,5.

Effectuons le calcul, la chaleur spécifique du plomh étant 0,0314; nous avons :

Ce chiffre 3,249 est sensiblement la moitié de la constante 6,5; il y a lieu d'admettre par suHè que le poids atomique du plomb est 207, double de 103,5; en ^et:

Le poids atomique du plomb est 207, et comme l'analyse nous montre 207 de plomh fixés dans le chlorure à 71 parties, c'est-à-dire â 2 atomes de chlore, nous représentons la molécule du chlorure de plomh par PhCl% et nous voyons que le plurnb a une puissance de saturation double de celle du polasslum; il fixe 2 atomes de chlore ; il est diatomique.