R0^ R'^03, RO

RCIL RCP, RCIL

Souvent elles n’atteignent pas la limite : ainsi le chlorure d’iode répond à la

formule IGF, tandis que l’acide périodique est PO^ ; et il n’y a pas de chlorure d’arsenic correspondant à l’acide arsénique anhydre.

Mais ce ne sont pas là les seules relations entre les propriétés des éléments et la grandeur de leurs poids atomiques.

Les métaux sont d’ordinaire placés au commencement des séries, et les métalloïdes à la fin. Les oxydes des premiers sont basiques, ceux des derniers sont acides ; au milieu se placent les oxydes indifférents.

Les poids spécifiques et les volumes atomiques se modifient avec la même régularité, comme on le verra plus loin.

La volatilité des éléments et de leurs oxydes diminue depuis le sodium jusqu’au silicium, pour augmenter ensuite à partir de ce dernier.

L’examen de toutes les autres séries fait découvrir des relations du même ordre. On voit, dans chacune d’elles, les propriétés se modifier régulièrement avec l’accroissement des poids atomiques, et ces modifications se répéter avec un parallélisme complet pour les membres correspondants de ces diverses périodes. Mendéléeff a donc pu formuler ainsi la loi périodique : « Les propriétés des corps simples, la constitution de leurs combinaisons, ainsi que les propriétés de ces dernières, sont des fonctions périodiques des poids atomiques des éléments. »

Reste à déterminer la longueur de chacune de ces périodes. Les faits que nous avons rapportés plus haut, nous ont déjà amené à découvrir une période composée de sept éléments, en tête desquels se trouve placé le lithium. C’est là ce que Mendéléeff appelle une, petite période. La. première série commence à l’hydrogène, dont le poids atomique est pris pour unité; cette période ne comporte qu’un seul représentant. La série du lithium vient ensuite ; puis, en troisième lieu, la série commençant au sodium. En continuant à disposer ainsi les éléments par petites périodes, Mendéléeff a dressé le tableau suivant qui constitue une table à deux entrées. Chacune des périodes occupe une ligne horizontale ; il en résulte que les membres correspondants des diverses séries se trouvent placés sur une même colonne verticale, de manière à former sept groupes d’éléments analogues. On a rangé dans un huitièmegroupe tous les éléments qui n’ont putrouver place dans les petites périodes. Ilsforment la transition entre les derniers membres des séries paires et les premiers membres des séries impaires. Ils présentent entre eux des analogies pareilles à celles des autres groupes. Leurs volumes atomiques sont faibles; ils condensent facilement l’oxygène; leurs oxydes supérieurs sont faiblement acides ou alcalins et se transforment aisément en oxydes inférieurs. Leur forme de combinaison limite avec l’oxygène est R0‘ ou R-0®; ils donnent naissance à des cyanures doubles alcalins stables appartenant à l’un des trois types, K*RCy“, PRCy", K-RGy* ; ils donnent des combinaisons ammoniacales stables.

3i ENCYCLOPÉDIE CHllfIQDE.

Si l’on compare, dans le tableau précédent, à partir de la quatrième série, les membres con-espondants des séries paires et impaires, on verra qu’ils diffèrent sensiblement. Au contraire, les membres pairs ou impairs d’un même groupe se rapprochent par de grandes analogies. Ainsi, les métalloïdes les mieux caractérisés appartiennent surtout aux séries impaires, tandis que les métaux se montrent surtout dans les séries paires. On voit un exemple de ce fait dans le cinquième groupe, où le vanadium, le niobium et le tantale appartiennent aux séries paires, tandis que le phosphore, l’arsenic, l’antimoine, le bismuth font partie des séries impaires.

Les membres des séries paires ne donnent pas de combinaisons avec l’hydrogène et ne s’unissent pas avec les radicaux organiques; malgré l’analogie des chlorures d’étain et de silicium avec le chlorure de titane, on n’a pu réussir à transformer ce dernier en titane-éthyle.

Seuls les membres delà seconde série paraissent faire exception; par leurs propriétés acides, et la facilité avec laquelle ils donnent naissance à des combinaisons hydrogénées et à des radicaux organo-métalliques, ils se rapprochent des éléments impairs. Cette anomalie s’explique néanmoins, si l’ou considère que cette série ne contient pas de huitième groupe comme les autres séries paires, et que la difféi’ence entre les poids atomiques de ces éléments et ceux de la quatrième série n’est que de 32 à 36, tandis que la différence moyenne entre les poids atomiques des séries paires successives est d’environ 46. Les rapports des masses chimiques se trouvant modifiés, ce changement entraîne une perturbation corrélative dans les propriétés qui sont sous leur dépendance.

On remarque encore quelques écarts de ce genre entre les premiers membres de la troisième série et les termes correspondants de la cinquième, mais ils disparaissent dès qu’on atteint le phosphore et l’arsenic ; la différence entre les poids atomiques redevenant normale, on retrouve aussitôt, entre les propriétés des éléments, des relations régulières :

3® série.. Na Mg Al Si 6 S Cl

5“ série. Gu Zn » » As Se ISr

Différence. 40 41 44 16 45

Mendéléeff propose de désigner les membres de la seconde série sous le nom d’éléments typiques, pour caractériser leur allure spéciale. L’hydrogène doit être rangé dans la même catégorie. La forme de son oxyde salin H^O et de ses sels HX lui assigne sa place en tête du premier groupe ; il a pour analogues impairs, dans l’ordre successif, le sodium, le cuivre, l’argent et l’or. On remarquera que les trois derniers de ces métaux occupent deux places différentes dans le tableau I, l’une dans le premier groupe, l’autre dans le huitième. Leurs formes de combinaisons inférieures les rangent en effet à la suite de l’hydrogène et du sodium; et, bien que leurs formes limites ne puissent atteindre le type RO^, ils n’en appartiennent pas moins au huitième groupe, où les oxydes de chaque série paire contiennent de moins en moins d’oxygène, à mesure que le poids atomique augmente.

Cette curieuse particularité de trois éléments, cuivre, argent, or, appartenant à la fois au dernier terme d’une série paire et d’une série impaire, et pour ainsi dire à cheval sur deux petites périodes, a suggéré à Mendéléeff l’idée que celles-ci pourraient bien n’être que des fragments de périodes plus grandes. Cette idée s’est trouvée confirmée par les ressemblances entre les oxydes inférieurs des derniers membres des séries paires avec ceux des premiers membres des séries impaires. Le fait que les membres consécutifs d’un même groupe neprésentent entre eux que de faibles analogies, tandis que les ressemblances deviennent frappantes dès que l’on compare entre eux les nombres correspondants des séries paires ou impaires ; ce fait, disons-nous, entraîne irrésistiblement la conviction qu’il existe de grandes périodes formées par l’union d’une série paire avec une série impaire reliées entre elles par les séries intermédiaires du huitième groupe. Il y a entre ces grandes périodes, une ligne de démarcation bien accusée ; car on remarquera qu’en tête de chacune des séries paires à partir de la quatrième, se trouve un métal alcalin, tandis que les séries impaires se terminent par un haloïde.

En négligeant les éléments typiques, on pourra donc construire de grandes périodes de dix-sept membres, dont la première commencera au potassium pour s’arrêter au brome.

Nous reproduisons ici le tableau dressé par Mendéléelî :

ÎNCYCLOPÉDIE CHIMIQUE.

Le nouvel ordre dans lequel les éléments se trouvent ainsi rangés, rappelle la classification électro-chimique de Berzelius. Chacune de ces périodes commence, en etîet, par un métal alcalin électro-positif et se termine par un élément haloïcle.

Les prem.iers et les derniers nombres des grandes périodes sont les seuls qui aient un caractère chimique nettement tranché, et qui réagissent facilement sur les autres éléments. A ce point de vue, il semblerait naturel de considérer les grandes périodes comme formant des séries absolument distinctes; mais, ainsi que l’observe Mendéleeff, « en réalité, la série des éléments est ininterrompue et représente, jusqu’à un certain degré, une fonction en spirale. »

Au milieu des séries se trouvent les corps rares. Un coup d’œil sur le tableau II les montrera tous réunis sur deux lignes horizontales. Les métaux nobles sont de môme groupés ensemble. Puis suivent les métaux usuels; enfin, entre les métalloïdes et les métaux proprement dits, viennent se placer l’antimoine, l’arsenic, le bismuth, dont les propriétés sont intermédiaires entre celles de ces deux ordres d’éléments.

Dans un même groupe, ce sont les cléments à poids atomique élevé qui forment les oxydes les plus basiques ou les acides les plus faibles. Ainsi, dans le cinquième groupe, c’est l’oxyde de bismuth BPO* qui est la base la plus énergique ; puis, vient l’oxyde d’antimoine Sb-0^ et le sous-oxyde d’arsenic As; l’acide phosphoreux ne présente plus de caractère basique. De même, dans le quatrième groupe, Pacide plombique n’est que très faiblement acide; dans l’acide stanni(|ue les propriétés basiques et acides sont déjà plus marquées, et l’acide silicique est franchement acide.

Les oxydes sont d’autant plus réductibles qu’ils appartiennent à un élément à poids atomique plus élevé. On remarque de même que, dans les métaux lourds, ce sont les composés les moins oxygénés qui présentent le plus de stabilité. Ainsi, l’acide bismuthique est beaucoup moins stable que l’oxyde bismuthique, et on peut établir un rapprochement analogue entre le bioxyde de plomb et le ])rotoxyde.

Dans le deuxième groupe, la volatilité, les propriétés basiques de l’oxyde RO, la réduclibilité à l’état métallique, et l’aptitude à donner un sous-oxyde R^O, s’accroissent avec le poids atomique. C’est le contraire qui arrive dans les derniers groupes, comme on peut le voir en comparant le chlore, le brome et l’iode, dont la volatilité est en raison inverse de la masse chimique. L’oxygène, le soufre et le sélénium présentent une relation du même ordre.

En raison de la progression constante qu’on observe entre les propriétés des corps appartenant à des groupes successifs, on doit s’attendre à voir la volatilité et la fusibilité d’un groupe intermédiaire présenter un caractère mixte; l’élément du milieu doit être moins fusible que les deux éléments extrêmes. C’est ce qui explique pourquoi le gallium, placé dans le troisième groupe entre l’aluminium et l’indium, fond vers 30 degrés.

La découverte de ce nouveau métal, dont les principales propriétés et le poids atomique avaient été prévus par Mendéléelf, constitue une confirmation éclatante de la loi périodique. Il nous reste à montrer comment, dans la pensée de son auteur, cette relation peut fournir les bases d’une classification nouvelle.

servir de guide dans la détermination de poids atomiques encore incertains, et faire entrevoir les propriétés des nouveaux corps simples qui viendront tôt ou tard combler les vides des périodes.