CONSTITUTION, - FORMULES

La constitution de la matière est une question qui a été agitée depuis l’antiquité jusqu’à nos jours, et si les modernes sont plus avancés que les anciens, il faut bien reconnaître qn’il reste beaucoup à faire, surtout en ce qui touche la constitution intime des corps.

L’école d’Élée, récusant en quelque sorte le témoignage des sens, admet que tout est immobile et immuable; elle exclut le vide et l'espace. Pour elle, le néant n’existe pas, il n’y a pas de vide et la matière remplit l'IInivers, formant une masse continue dans laquelle tout mouvement est impossible.

Empédocle, Leucippe, Démocrite et leurs disciples réfutèrent le système éléatique qui nie, en somme, tout ce qui tombe sous les sens. Pour Leucippe, par exemple, la seule manière de concevoir le vide et le plein, c’est d admettre que les corps matériels sont formés d’atomes solides et pleins, entre lesquels il y a des intervalles. Le corps n’est pas le plein ou la matière, mais un assemblage de vide et de plein, et le vide fait que la matière ne forme pas un tout continu. Ce philosophe admet que les atomes, en raison de leur extrême petitesse, échappent à nos sens, la moindre particule visible renfermant des milliers de ces atomes invisibles et indivisibles ; par suite, le nombre des atomes qui constituent 1 univers est indéfini ; et l’espace qui les renferme, dans lequel ils nagent pour ainsi dire, est également indéfini. Il admet enfin que c’est aux atomes et à tous les atomes qu appartient le mouvement, que celui-ci est éternel ; que les atomes, en un mot, se meuvent de toute éternité dans le vide, qu’ils tourbillonnent à travers 1 espace et engendrent les mondes, tels que les sens nous les révèlent.

Démocrite adopta le système de Leucippe et ses élèves amenèrent ce système à son plus haut degré de perfection.

Sans nous étendre davantage sur cette question qui a été très bien développée au point de vue historique par M. Ditte dans la première partie de cette encyclopédie, remarquons tout d’abord que ces idées atomistiques sur la nature des corps sont à peu près celles qui ont été adoptées par les modernes. Laissant de côté tout ce qnj a trait aux différents états de la matière pesante, aux dimensions des particules, aux mouvements qui animent ces dernièi'es, à leurs rapports avec la matière non pg. santé ou éther qui est matérielle et qui remplit tout 1 espace, etc., nous ne nous occuperons ici que de la molécule et des formules dites de constitution qui ont été imaginées par les atomistes.

Dans la théorie atomique, chaque molécule définie est formée d’une agglomération d’atomes qui peuvent différer pour chaque corps simple, notamment au point de vue du poids, conformément à la théorie des équivalents. Dans l’eau, par

exemple, le volume représentant l’atome, au lieu de dire que l’eau est formée de deux volumes d’hydrogène et d’un volume d’oxygène, soit en poids deux partiesd’hydrogêne pour seize parties d’oxygène, on dit que ce liquide résulte de la combinaison de deux atomes d’hydrogène avec un atome d’oxygène. Si l’on adopte cette hypothèse, qui n’est, comme on le voit, qu’une réminiscence des idées développées par Leucippc, la matière comprendra :

1» Pes molécules séparées entre elles par des parties vides et douées de mouvement;

2” Chaque molécule sera constituée par des particules matérielles encore plus petites, séparées entre elles, identiques ou distinctes, douées de mouvements et constituant les atomes.

Mais ici se présente une difficulté : si les atomes sont insécables et constituent le dernier degré de division de la matière, comme d’autre part l’expérience démontre que leurs poids sont souvent très différents les uns des autres et partant leurs masses, comment se fait-il que tous les corps tombent dans le vide avec la même vitesse? Ce qui est contraire à cette loi de mécanique qui veut que des forces égales impriment à des mobiles différents des vitesses proportionnelles à leurs masses. Pour lever celte difficulté, Graham admet que l’atome chimique résulte de l’agglomération d’une infinité de petites masses égales, indivisibles, infiniment petites et douées de mouvements vibratoires... Mais quelle est la nature de ces ultimates? L’auteur admet que tous les ultimates sont identiques et qu’ils sont animés de mouvements vibratoires qui varient d’un corps simple à l’autre. Cette conception purement spéculative présente, il est vrai, cet avantage d’être d’accord avec l’idée d’une matière universelle, unique, répandue dans tout l’Univers et constituant tous les corps. Mais quel rapport ces ultimates qui, par leur réunion, constituent la matière pondérable, présentent-ils avec la substance éthérée qui remplit l’espace ? On ne peut faire ici que des hypothèses, que des raisonnements qui ne reposent plus que sur des vues de l’esprit et qui nous font rentrer dans la métaphysique, laquelle doit être bannie des sciences positives en général, et de la chimie en particulier. Revenons à la molécule.

La molécule physique étant admise, voyons l’idée que l’on s’en est faite en restreignant cette notion aux carbures d’hydrogène.

L’expérience démontre que les composés organiques renferment dans leur molécule uu nombre pair d’équivalents de carbone, et tous les carbures d’hydrogène sont dans ce cas. On peut donc sans inconvénient doubler l’équivalent de cet élément et le faire égal à 12 : le poids de l’atome, pris pour unité, pesant 1, le poids de l’atome de carbone sera égal à 12. Or, l’expérience démontre que le plus simple des carbures d hydi ogène, le gaz des marais, contient ex.ictement le quart de son poids d’hydrogène, et comme il ne peut pas renfermer moins d’un atome de carbone, il en résulte que ce gaz contient quatre atomes d’hydrogène dans sa molécule. La formule du gaz des marais est donc la suivante :

cii‘=n— 11— Il

12 ENCYCLOPÉDIE CHIMIQI'E.

Le carbone est tétratomique et ses quatre atomicités sont satisfaites par quatre atomes d'hydrogène. La molécule, qui est saturée, ne pourra plus se modifier que par substitution. Avec le chlore, par exemple, on obtiendra successivement les formèncs mono, bi, tri et quadrichlorés, ce que l’expérience confirme :

II Cl Cl Cl

n c— Cl H— c— Cl 11— c— Cl Cl— c— Cl

Il H Cl Cl

Si, par la jiensée, on enlève au formène un atome d'hydrogène, on aura un résidu, le méthyle,

molécule incomplète qui, en se combinant à un atome d'hydrogène, reproduit le formène; en se combinant à un atome de chlore, le méthyle donnera le formène monochloré, chlorure de méthyle ou éther méthylchlorhydrique.

Ce méthyle est une fiction, c’est un radical hypothétique dont la conception n’est nullement nécessaire. De fait, il n'existe pas, et lorsqu’on cherche à le produire, on n’obtient que l’homologue supérieur du formène, l’hydrure d’éthylène.

Au lieu de prendre un édifice moléculaire aussi simple, si l’on prend une molécule plus complexe, le nombre des radicaux fictifs que l’on pourra imaginer sera d’autant plus considérable que la molécule elle-même sera plus compliquée, ce qui revient à dire que cette molécule pourra avoir plusieurs formules rationnelles. Gerhardt ne s’y était pas trompé; pourtant il a préconisé ces radicaux sur lesquels on s’habitue à raisonner, à considérer comme des êtres réels, de telle sorte que l’on finit par prendre ces conceptions pour des réalités. Pour une molécule qui renferme plusieurs atomes de carbone, on peut concevoir autant de radicaux que l’on veut, de telle sorte que l’on finit par tomber dans l’arbitraire le plus complet. Aussi, la théorie des radicaux, telle qu’elle a été imaginée à l’origine, a-t-elle fait place peu à peu à un autre système peut-être plus compréhensible, mais plus vague, fondé sur l’atomicité des éléments, et sur la saturation réciproque, tantôt des mêmes éléments, tantôt d’éléments différents. Seulement, ici encore, cqmme dans la théorie des types, les hypothèses s’accumulent à mesure que l’on considère des corps à poids moléculaire plus élevé, et le système finit par devenir inapplicable ou complètement aibitraire. Mais revenons au gaz des marais.

A une époque encore voisine de la nôtre, on a cherché à isoler le radical méthyle : la slahilité du gaz des marais, la facilité avec laquelle on y remplace un atome d’hydrogène par un atome de chlore, la possibilité de faire passer ce prétendu méthyle d’un groupe dans un autre, etc., tout semblait indiquer qu’il devait être facile d’isoler ce radical, comme on avait isolé le cyanogène par exemple. Pourquoi cette tentative est-elle restée infructueuse? Pourquoi ce méthyle semblc-t-il n’avoir aucune existence réelle? Pourquoi ce corps, au moment où Frankland pensait le saisir, n’a-t-il engendré que de l’hydrure d’éthylène? On a dit que cet insue-

cès est dû à ce que sa molécule est inachevée, à ce qu’il est incapable d’exister à l’état de fragment moléculaire avec des attractions imparfaitement équilibrées. Mais les faits viennent contredire cette explication, car l’éthylène, par exemple, est bien une molécule incomplète, puisque ce gaz se combine directement avec le chlore, à la température ordinaire. C’est sans doute pour échapper à cette objection que l’on a supposé que deux des atomicités du premier atome de carbone se sont échangées contre deux atomicités du second atome, de manière à former une molécule saturée