LA LOI DE PROUT ET L’UNITÉ DE MATIÈRE

1"". — HYPOTHÈSE DE PROUT. — LES CORPS SIMPLES NE SONT PAS DES PRODUITS DE CONDENSATION DE L’HYDROGÈNE.

L’idée déjà ancienne de l’unité de matière a été reprise au commencement du siècle par le chimiste anglais Prout.

Au lieu de rapporter les équivalents des corps simples à celui de l’oxygène, comme l’avait fait Berzelius, il se rallia à la théorie de Dalton et prit pour unité du nouveau système l’hydrogène, qui est le plus léger des corps connus.

Il se trouva que les poids atomiques d’un certain nombre d’éléments, calculés d’après les déterminations des chimistes contemporains, étaient représentés par des nombres entiers, comme on peut le voir par la table suivante :

Az. U

Cl. 36

Ca. 20

Na. 24

Fe. 28

Zn. 32

Ba. 70

Prout se crut autorisé à en conclure que les poids atomiques de tous les corps simples sont des multiples exacts du poids atomique de l’hydrogène. Dès lors, l’hypothèse de l’unité de matière lui parut démontrée, et il n’hésita plus à considérer les divers éléments comme formés par la condensation successive de cette substance primordiale.

Un certain nombre de déterminations ne s’accordaient malheureusement pas avec cette hypothèse. Aussi la loi de Prout fut-elle accueillie avec défiance par la plupart des chimistes. A mesure que les méthodes analytiques se perfection, naient, on vit s’accroître le nombre des exceptions, et la plupart des équivalents cités par Prout à l’appui de sa thèse, corrigés depuis par des méthodes plus précises, ne sont plus représentés aujourd’hui par des nombres entiers.

L’hypothèse du chimiste anglais, du moins dans les termes où il l’a formulée, est en désaccord avec les lois physiques les mieux établies. Nous nous proposons de montrer qu’à supposer même que les équivalents de tous les corps simples fussent rigoureusement des multiples de celui de l’hydrogène, il serait

impossible de considérer un seul de nos éléments comme formé par la l’éunion d’un certain nombre de molécules d’un autre élément, dont il dériverait par polymérisation. Cette assertion s’appuie sur des preuves solides tirées de l’étude des chaleurs spécifiques des gaz. Résumons les considérations développées à ce sujet par M. Berthelet dans sa Mécanique chimique (. I, p. 444) :

1” On sait, d’après la loi de Dulong et Petit, que la chaleur spécifique molécûlaire de tous les gaz simples est la même ; elle est, en outre, constante, c’està-dire indépendante de la température et de la pression.

Les gaz composés formés sans condensation, possèdent la même chaleur spécifique moléculaire que les gaz simples, et cette quantité est indépendante de la température et de la pression.

Pour les gaz composés formés avec condensation, l’expérience et la théorie s’accordent, au contraire, pour montrer que la valeur numérique des deux chaleurs spécifiques est supérieure à la valeur correspondante des gaz simples.

D’où il suit que si l’un de nos corps simples gazeux était .formé en réalité par la combinaison de plusieurs éléments, il ne pourrait résulter que de l’union de ces éléments gazeux sans condensation. C’est à cette condition seule qu’il peut satisfaire à la loi de Dulong et Petit.

Mais cette hypothèse est elle-même insoutenable. Dans les gaz composés, formés sans condensation, le poids moléculaire est égal à l’équivalent, tandis que le poids moléculaire des gaz simples est double ou quadruple de l’équivalent; il en résulte que « la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré le poids équivalent d’un gaz composé, formé sans condensation, est double ou quadruple de la quantité de chaleur nécessaire pour le poids équivalent d’un gaz simple ».

Si donc un corps simple provenait de l’union de deux éléments, son volume moléculaire devrait correspondre à un seul équivalent de la substance, tandis que le volume moléculaire de tous les éléments connus correspond à 2 ou à 4 équivalents. On serait en outre conduit à cette conséquence absurde : que es volumes moléculaires de chaque corps simple s’accroîtraient par rapport à celui de l’hydrogène dans la même proportion que les poids moléculaires, puisque, d’après ce qu’on vient de dire, on doit assimiler les éléments aux gaz composés formés sans condensation; en supposant, par exemple, une molécule d’oxygène formée par la réunion de 16 molécules d’hydrogène, elle devrait occuper un volume 16 fois plus grand.

2» La loi de Dulong et Petit, appliquée aux corps solides, confirme ces conclusions. Elle enseigne, en effet, que la chaleur spécifique moléculaire des corps simples analogues est constante, tandis que la chaleur spécifique moléculaire d’un composé est la somme de celles de ses éléments. On ne peut, en conséquence, assimiler un groupe d’éléments d’une même famille dont les équivalents sont des multiples d’une même unité (série thionique), aux carbures d’une série homologue, telle que la série éthylénique, puisque les chaleurs spécifiques moléculaires de ces derniers s’accroissent régulièrement en même temps que les équivalents.

Pour les mêmes raisons, il est impossible d’admettre qu’un corps simple

puisse résulter de l’union de deu-K autres éléments dont son équivalent représenterait la somme.

3° Neumann et Régnault ont prouvé, par de nombreuses expériences, que les corps composés de constitution chimique analogue, formés par les radicaux simples, ont la même chaleur spécifique moléculaire.

Cette loi n’est plus applicable aux combinaisons formées par les radicaux composés de la chimie organique. Leurs chaleurs spécifiques croissent proportionnellement à leurs poids moléculaires.

L’étude des chaleurs spécifiques révèle donc une différence profonde entre les corps composés et les corps simples ; ceux-ci doivent occuper une place à part dans la science. Bien qu’ils aient résisté jusqu’ici à tous nos efforts pour les décomposer en éléments plus simples, il serait cependant prématuré de nier la possibilité de leur dissociation sous l’action de forces nouvelles. Tout ce qu’on peut affirmer, c’est qu’ils sont réunis'par une étroite parenté, et que le jour où l’on aura réussi à détruire l’un d’eux comme nous détruisons les corps composés dans nos laboratoires, la nature complexe de tous les corps simples sera démontrée du même coup.