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Ainsi le cuivre façonné en fil est essayé pour sa résistance à la rupture ; Fessai se traduit par un nombre indicateur de sa ténacité. De même un autre nombre détermine sa conductibilité, un troisième son poids spécifique, etc. Ce sont là des caractères d'identité qui, réunis, précisent le signalement d'un échantillon de cuivre, et nous dirons que le mot cuivre désigne quelque chose de défini si le signalement s'applique tout entier et sans la moindre variation à tous les échantillons de ce métal. L'expérience ne donne pas ce résultat. Ainsi, des fragments de cuivre de provenances diverses n'ont pas du tout les mêmes conductibilités. On reconnaît, il est vrai, qu'elles sont d'autant plus voisines que la métallurgie a été plus soignée, et l'affinage industriel plus parfait, et Ton peut d'abord espérer qu'on obtiendra ainsi des échantillons divers de qualités définies. Mais une autre difficulté se présente : c'est que chacun de ces échantillons est lui-même variable avec le temps. Ses propriétés élastiques, par exemple, dépendent non seulementdes conditions actuelles où on l'étudié mais aussi, et beaucoup, des conditions antérieures où il a passé. Si bien que l'observateur n'est jamais assuré de le ramener au moment d'une mesure 'dans tel état de comparaison qu'il aura choisi. C'est dire que la définition du cuivre est, en somme, assez précaire, et il en est de même pour un grand nombre, de solides. — Seuls certains solides cristallisés paraissent bien invariables 1 ; on verra plus loin comment ils peuvent alors être définis avec certi-

i. D'où l'importance de la cristallographie pour le chimiste.

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tude. Mais la notion d'espèce chimique va prendre tout de suite une précision plus grande par l'étude des liquides.

Un liquide se prête mieux aux mesures d'identité. D'abord il est homogène, c'est-à-dire semblable à lui-même dans toutes ses parties. De plus, si on lui impose l'hétérogénéité soit par une solidification, soit par une vaporisation partielle, dès qu'on ramène le tout à la température initiale, il retrouve bientôt son homogénéité primitive et redevient exactement ce qu'il était d'abord. Mais les divers échantillons d'un liquide peuvent se comporter de façons diverses dans leur état d'hétérogénéité temporaire. Si l'on isole la fraction solidifiée ou la fraction vaporisée, et qu'on la. ramène séparément à la température initiale, il arrive qu'elle est identique par ses qualités à la fraction non solidifiée ou non vaporisée ; il arrive aussi qu'elle en diffère. Or, il est constant que les échantillons du liquide qui réalisent le premier cas1 sont tous rigoureusement comparables entre eux. Ainsi nous trouvons dans l'épreuve du fractionnement le critérium de l'espèce définie. Quand tous les caractères mesurables résistent sans variation à cette épreuve, leur ensemble constitue le signalement bien déterminé d'un liquide pur.

Et maintenant qu'arrive-t-il dans l'autre cas ? Si le fractionnement divise le liquide en deux parties qui ne sont pas identiques entre elles, on peut fractionner à leur tour chacune de ces parties, et ainsi de suite en continuant ; il est bien

i. Sous le contrôle de fractionnements variés et à des pressions diverses.

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évident que cette opération pourra être poussée aussi loin qu'on le veut si Ton dispose d'une quantité de matière suffisante et d'un temps assez long. L'expérience montre qu'on arrive toujours ainsi à faire apparaître deux ou plusieurs espèces définies, et que les divers échantillons du liquide peuvent être reconstitués par le mélange à doses variables de ces matières pures qu'on en a extraites. — En résumé, il y a des liquides définis et tous ceux qui ne le sont pas peuvent être résolus en espèces définies.

On conçoit l'importance du résultat et celle de la méthode expérimentale qui le fournit. Cette méthode, au début de la chimie organique, a été le seul guide qui a permis aux chercheurs de démêler l'extraordinaire complexité des espèces. Aujourd'hui encore elle est leur garantie la plus sûre. Aussi voit-on dès l'abord, en entrant dans le laboratoire, toute une série de ces appareils de verre à colonnes ou à boules que la technique moderne a réalisés pour le fractionnement rapide et automatique des liquides.

La même épreuve s'applique à un gaz puisqu'on peut le liquéfier et le ramener par fractions à l'état gazeux1. Enfin elle est applicable aux solides qu'on peut fondre ou dissoudre. Mais il faut faire ici des réserves. Si nous voulons de cette manière reconnaître une espèce solide définie, il faut nous assurer qu'après liquéfaction la solidification totale ramène bien la matière dans un état rigoureusement identique à l'état primitif. Or, nous avons vu que ce n'est pas toujours possible.

t. C'est de la sorte qu'on a isolé les gaz très rares qui accompagnent l'argon dans l'atmosphère.

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En fait, on n'est guère assuré de retrouver l'état initial que s'il est stable. Il est stable assez souvent quand il est cristallin. Aussi l'épreuve à laquelle on soumet les solides est-elle une cristallisation fractionnée. Cette méthode a rendu les plus grands services dans l'exploration d'un domaine compliqué de la chimie minérale, celui des terres ou oxydes rares1.

On voit maintenant comment le chimiste peut discerner, isoler et définir ses matériaux. Mis en présence d'un nombre illimité de mélanges à propriétés variables il en fait émerger un nombre limité d'espèces pures à propriétés fixes.

Et à présent nous sommes en état de répondre à cette question : à quel degré une espèce est-elle définie? Elle n'est définie que pour des propriétés données et au degré de précision qui caractérise leur mesure. Si, pour une propriété déterminée, les procédés de mesure s'affinent, il peut arriver que la définition d'une espèce soit atteinte. C'est justement ce qui s'est produit pour la définition de l'azote. Par des mesures de densité particulièrement précises lord Rayleigh acquit la conviction que l'azote extrait de l'air était de 5 millièmes plus lourd que l'azote extrait

1 . On peut les extraire de la monazite du Brésil. C'est un phosphate complexe de thorium, cérium, lanthane, didyme, yttrium. etc. On sait que ces oxydes peuvent entrer dans la composition du squelette des manchons à incandescence. Le chimiste Auer de Welsbach, qui est connu du public pour cette découverte, a justement fait une application remarquable de la méthode de fractionnement. Il a pu, par un grand nombre de cristallisations fractionnées, démontrer que le didyme n'est pas une espèce définie, mais .qu'il est résoluble en néodyme dont les sels sont roses, et en praséodyme dont les sels sont verts.

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des matières azotées. Et c'est ainsi qu'avec Ramsay il découvrit l'argon dans l'atmosphère. — Par suite la définition d'une espèce chimique doit être considérée comme provisoire et sujette à revision. A plus forte raison peut-elle être revisée quand la physique découvre quelque propriété nouvelle de la matière. En créant des appareils sensibles à cette propriété elle nous fournit comme un sens nouveau pour l'observation des phénomènes, elle accroît notre puissance de discernement, et nous voyons . surgir des espèces inconnues. Il n'y a pas d'étude qui ait été plus féconde à ce point de vue que la spectroscopie. Mais nous avons un exemple récent qui n'est pas moins remarquable. L'étude des radiations pénétrantes commencée par Roentgen a fait découvrir d'abord la radioactivité de l'uranium (Becquerel), ensuite la radioactivité plus grande du minerai d'uranium, la pechblende, puis, dans ce minerai, la radioactivité plus grande encore du baryum qu'on en sépare ; enfin le fractionnement du chlorure de baryum radioactif a fait apparaître un espèce inconnue, le chlorure de radium (Curie et Mme Curie).

Envisageons à présent tout l'ensemble des espèces définies. Il est essentiellement discontinu : d'un terme à l'autre les propriétés varient par différences brusques et jamais d'une façon continue. Mais cette discontinuité parmi les espèces apparaît d'une manière plus frappante encore quand on observe leurs métamorphoses. Et nous allons maintenant insister sur les relations que

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ces métamorphoses établissent entre elles. Chauffons de l'oxygène pur dans un vase de verre clos, il conserve indéfiniment ses propriétés. De même chauffons du cuivre pur dans le vide, il demeure à l'état de cuivre. Au contraire, mettons le cuivre en présence de l'oxygène dans un même vase et chauffons le système. Nous constatons qu'une partie au moins de l'oxygène disparaît et que les propriétés du cuivre s'évanouissent. En même temps une espèce nouvelle a pris naissance, l'oxyde noir de cuivre. Ainsi les espèces ne sont pas persistantes, elles peuvent apparaître ou disparaître. Et tel est le caractère de la transformation chimique, c'est un changement discontinu qui détruit complètement certains êtres et qui en fait naître de nouveaux. Voilà un fait de première importance : nous pouvons créer des espèces. Mais créer des espèces, c'est créer des ensembles nouveaux de propriétés. Serons-nous donc capables de façonner la matière à notre gré? Une longue expérience a montré que nous le pouvons dans une certaine mesure. Et la tâche de la chimie est justement de reconnaître les limites de notre puissance et de les élargir. Ainsi nous avons d'abord à nous poser ce problème, quelles sont les espèces possibles, et quelle est leur dépendance ?

La combustion du cuivre établit une relation entre le cuivre et l'oxygène d'une part, l'oxyde cuivrique d'autre part. On la rappelle en disant que l'oxygène et le cuivre ont servi à composer l'oxyde cuivrique, ou bien que l'oxyde cuivrique £ 165 3

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est composé de cuivre et d'oxygène. On nomme aussi composé toute espèce qui peut se résoudre en deux ou plusieurs autres. Par exemple l'oxyde rouge de mercure est un composé car l'action de la chaleur le résout en mercure et oxygène. Mais le mercure, le cuivre, l'oxygène, ne sont pas des composés car on n'a jamais pu les former avec d'autres espèces ni les résoudre en d'autres. On les appelle corps simples ou éléments. Il y a donc deux catégories d'espèces, les composés et les éléments. Tout composé peut être formé avec des éléments ou résolu en éléments. De plus l'expérience montre que, pour un composé donné, la désignation des éléments est unique quels que soient les modes de formation ou de résolution. Au contraire, des éléments étant donnés, la liste de leurs composés est multiple. Enfin les composés sont très nombreux, les éléments sont en petit nombre. Dès lors on conçoit qu'il devient avantageux pour la représentation des espèces de les mettre toutes sous la dépendance des éléments.

Justement le langage écrit usité par les chimistes résume d'une façon adéquate et simple es lois de cette dépendance. Pour abréger nous allons l'accepter tel qu'il est et l'interpréter, certains qu'il est d'accord avec l'expérience acquise1. Et nous verrons comment la représentation des composés connus peut indiquer la voie pour la recherche des espèces possibles. La notation chimique est fondée sur le compte rigoureux des

i. La définition de ce langage, bien quelle soit familière au lecteur, a paru devoir figurer dans cet exposé; elle est d'ailleurs aussi courte que possible.

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masses qui entrent dans les combinaisons. Cette comptabilité perfectionnée, qui constitue l'analyse pondérale, montre que l'élément n'est pas tout à fait perdu dans le composé, il y laisse une trace ineffaçable qui est sa masse1. Aucune combinaison, aucune migration d'éléments d'un composé à l'autre ne peut s'effectuer sans qu'il y ait déplacement de masse et que l'analyse le révèle. Mais l'élément, au cours de ses métamorphoses conserve un autre signe de son individualité, son poids relatif.

Si, par exemple, on considère divers composés volatils pris sous un même volume de comparaison2 et qu'on les analyse, on trouve quhm élément donné y est toujours représenté par la même dose ou par ses multiples simples. Cette dose, qui peut désormais rester indivisée , est une constante caractéristique de l'élément, on l'appelle son poids atomique. Notons chaque poids atomique par un signe ; dès lors le poids d'un composé volatil pris sous le volume de comparaison pourra être représenté simplement par la juxtaposition de ces signes. Et c'est ainsi que pour chaque composé nous pourrons écrire une formule simple qui en donne le dosage. Exemple: le gaz carbonique sous le volume de comparaison pèse 44 grammes. On dit que son poids molécu-