V. — Berzélius et les poids atomiques

Xous avons laissé l'étude des proportions chimicjues au moment où Dalton avait établi la théorie atomique sur une base inébranlable. Avec moins de génie peut-être, mais avec un métier plus sûr, des aptitudes plus chimiques, une persévérance inlassable, et surtout avec vine autorité qu'il s'était

(•) Lieb. Ann., 36, I, i8îi.

(2) C. /?. Acad. Se, i865.

[^) F. Wallerant, L'isomorphisme et la loi ds Mitscherlich (Ann. de Chimie et de Phys., 8" série, t. VIII, 1906, p. 94).

{*] {Voir aussi Dictionnaire de Chimie de Wurtz, a<^ Supplément, art. Isomorphisme par M. G. Friedel (Paris, Hachette, 1906).

>04 C'IAPITRE VII.

habilement acquise, Berzélius va se charger d'appliquer à tous les domaines de la chimie cette découverte fondamentale.

Il ne sera pas sans intérêt de lui demander tout d'abord l'origine de ses idées :

« Devant publier un Traité élémentaire de chimie, je parcourus, entre avitres ouvrages qu'on ne lit pas généralement, les Mémoires de Richter, dont il a été parlé plus haut. Je fus frappé des lumières sur la composition des sels et sur la précipitation des métaux l'un par l'autre que j'y trouvai et dont on n'avait encore tiré aucun fruit. Il résulte des recherches de Richter qu'au moyen de bonnes analyses de quelques sels, on pourrait calculer avec précision la composition de tous les autres. J'en donnai un aperçu dans mon Traité élémentaire, t. I, p. 398 de la première édition de 1807, et je formai en même temps le projet d'analyser une série de sels, moyennant quoi il serait superflu d'examiner les autres. Il est évident que, si l'on analyse tous les sels formés par un acide, par exemple par l'acide sulfurique avec toutes les bases, et ceux formés par une base, par exemple la baryte avec tous les acides, on aura les données nécessaires pour calculer la composition de tous les sels formés par une double décomposition en conservant leur neutralité. Pendant l'exécution de ce projet, la composition des alcalis fut découverte par M. Davy. Je trouvai, ainsi qvie d'autres chimistes, que l'ammoniaque laissait sur le pôle négatif de la pile électrique un corps jouissant des propriétés d'un métal, et j'en conclus que cet alcali devait être considéré comme un oxyde, dont la quantité d'oxygène, quoiqu'il fût impossible de la constater par une expérience directe, devait être calculée d'après les phénomènes de la précipitation des métaux dont nous venons de parler. L'étude de ces jihénomènes devait donc faire partie de mes expériences; et lorsque j'eus connaissance des j(h';es de Daltou sur les proportions multiples, je trouvai, dans le nond)re des analyses, dont j'avais déjà les résultats, une telle conlh-mation de cette théorie, que je ne pus m'empôcher d'examiner lesdits phénomènes; et ce fut ainsi que le plan de mon travail sur iitie partie d'abord très limitée des proportions chiiniciiics, s'agraudil peu à peu, et embrassa

PÉRIODE DE DAVV, LES LOIS DOCTIUNALES. 3<)5

finalement les proportions dans toute leur étendue, dont j'étais loin de me faire une juste idée en commençant mes expériences. Elles donnèrent d'abord des résultats bien différents de ceux auxquels je croyais devoir m' attendre. A fore 3 de les répéter et d'y employer des méthodes variées, je m'aperçus des fautes commises ; éclairé par l'expérience de mes propres erreurs, et à l'aide de meilleurs procédés, je parvins à trouver une grande correspondance entre le résultat des analyses et les calculs de la théorie. La comparaison de ces résultats développa successivement de nouvelles vues, qui demandaient à être vérifiées, en sorte que le travail augmenta d'étendue, et peutêtre aussi d'importance (^). »

Cette citation nous paraît très importante comme document historique, car elle semble être l'origine de l'importance, exagérée à notre avis, que la plupart des historiens ont attribuée au caractère philosophique de l'œuvre de Berzélius aux dépens de celle de Dalton. Ce n'est pas qu'il veuille la dénigrer, « elle est un des plus grands pas de la chimie ('^) )\ Mais il cantonne son prédécesseur dans les proportions multiples :

« Néanmoins, c'est à Dalton qu'est dû l'honneur de la découverte de cette partie des proportions chimiques que nous appelons les proportions multiples, qu'aucun de ses prédécesseurs n'avait observées. Elles font, pour ainsi dire, la base des proportions chimiques ; mais elles n'en constituent point toute la théorie, et ne suffisent pa-s pour déterminer les phénomènes des proportions chimiques, tels que nous les avons observés, comme on le verra plus bas (•'). »

Cette manière d'envisager l'œuvre de son génial devancier lui fait méconnaître la véritable portée de sa découverte du symbole. Parlant des signes de l'alchimie, il dit :

« Mais quoique ces signes, il faut l'avouer, fussent bien choisis, ils n'étaient guère utiles; car il est plus aisé d'écrire un mot

(^) J.-.J. Berzélius, Essai sur la théorie des proportions chimique^, p. iG, Paris, Mequignon-Marvis ; 181 9. (2) Ibid., p. 12.

(') Ibid., p. i3.

D. ao

3o6 CHAPITRE VIT.

en abrégé que de dessiner une figure, qui d'ailleurs, pour être aisément remarquée, doit être plus grande que les caractères ordinaires de l'écriture. En proposant ici d'autres signes, je chercherai à éviter ces inconvénients. Je dois cependant faire observer que ces nouveaux signes ne sont pas créés dans la vue de les placer, comme les anciens, sur les vases de laboratoire, mais qu'ils ont pour objet de faciliter l'expression des proportions chimiques et de nous mettre en état d'énoncer brièvement et avec facilité le nombre d'atomes élémentaires qui se trouve dans un composé. Lorsque nous aurons déterminé le poids relatif des atomes des corps simples, nous pourrons, au moyen de ces signes, exprimer le résultat de chaque analyse d'une manière à la fois simple et aisée à retenir (^). »

Nous avons suihsamment insisté dans le Chapitre précédent sur le caractère de la découverte de Dalton, pour ne pas à reprendre ici une discussion de priorité. Constatons seulement que les passages que nous venons de citer semblent démontrer (jue Berzélius lui-même est l'auteur du malentendu qui a trop longtemps prévalu au sujet de la découverte du symbole.

Cependant, pour arriver à formuler les combinaisons chi- Iniques, Dalton avait été amené à formuler une règle de simplicité, d'ailleurs tout arbitraire. Il classait de cette manière, en divers ordres, les atomes simples et composés.

Cette règle de simplicité, nous allons la voir reprise par son successeur. Mais, comme tout bon ]>rofesseur, le savant suédois va lui donner un nom : ce sera la théorie corpusculaire ('^) :

« Lorsque des atomes de deux corps différents sont combinés, il en résulte un atonie composé, où nous supposons ([ue la force qui pivxbiit la condtiuaison surpasse luhulmenl, l'eflet de toutes les circonstances ([ui peuvent tendre à séparer mécaniquement les atomes unis. Cet atome composé doit être considéré comme aussi niécani(|ii('in('ul JuihNisihlc que l'atome élénieutau'c.

» Ces aldiues cdinijosés se (•onihiuoiil a\('i' d "aiilres alonies

(') Loc. cit., p. I lo.

('^) Essai iiir 1(1 ihcoric (les proportions chimiques, p. .^G. Paris, 1819.

PÉRIODF DK DAVV, I.KS LOIS DOCTRINALES. 3o7

(composés, d'où il résulte des atomes plus composés encore. Lorsque ceux-ci se combinent avec d'autres, ils produisent des atomes d'une composition encore plus compliquée. Il est essentiel de distinguer ces divers atomes. Nous les diviserons en atomes du premier, du second, du troisième ordre, etc. Ceux du premier ordre sont composé d'atomes siinples élémentaires; ils sont de deux espèces : organiques et inorganiques. Ceux-ci ne contiennent jamais que deux éléments ; les autres en contiennent toujours au moins trois. Les atomes composés, du second ordre, naissent des atomes composés du premier ordre; les atomes du troisième, de ceux du second; etc. Par exemple, l'acide sulfurique. la potasse, l'alumine et l'eau, sont tous des atomes composés du premier ordre, parce qu'ils ne contiennent que le radical et l'oxytrène; le sulfate de potasse et le sulfate d'alumine sont des atomes co?nposés du second ordre; l'alun sec, qui est une combinaison de ces deux derniers sels, offre un exemple d'un atome du troisième ordre; et enfin, l'alun cristallisé, contenant plusieurs atomes d'eau, combinés à un atome de sulfate double, peut être cité comme un exemple d^atomes composés du quatrième ordre. On ne sait pas encore jusqu'à quel nombre les ordres peuvent s'élever. L'alïinité enti'e les. atomes composés décroît d'une manière bien rapide, à mesure que le nombre des ordres augmente, et le degré d'afïinité qui existe encore dans les atomes du troisième ordre est le plus souvent trop faible pour pouvoir être aperçu dans les opérations promptes et troublées de nos laboratoires. Cette affinité ne se manifeste pour l'ordinaire que dans les combinaisons qui se sont formées pendant que le globe passait lentement et tranquillement à l'état solide, c'est-à-dire dans les minéraux. Pour bien connaître leur nature, il serait important de savoir jusqu'où peut aller la combinaison des atomes composés, et quel est le dernier ordre. Quant aux atomes conq:)osés organiques, on ignore également en combien d'ordres différents ils peuvent se combiner, soit entre eux, soit avec des atomes composés inorganiques. »

On trouvera peut-être ces développements assez creux. Le point de vue de Berzélius est surtout professoral. « En traitant

3o8 ciiAPiTUi-; VII.

les sciences, il nous faut toujours une théorie, ])our ranger nos idées dans un certain ordre, sans lequel les détails seraient trop difficiles à retenir (^). »

Berzélius divise les combinaisons d'atomes élémentaires en •organiques et inorganiques, et classe ces derniers en deux séries : 1° un atome d'un élément se combine avec i, 2, 3, etc. atomes d'un autre élément; 2° deux atomes d'un élément se combinent avec trois atomes d'un autre élément. Au sujet de cette dernière classe, Berzélius émet les considérations suivantes, que l'on doit considérer comme la cheville ouvrière de tout son système de 181 8 :

« Cette combinaison peut avoir lieu dans tous les cas où, par exemple, la quantité d'oxygène absorbé par un radical, -dans deux degrés voisins d'oxydation, est dans le rapport de I et 1,5, comme dans le soufre et le fer. Si le premier oxyde est im composé d'un atome de radical, combiné avec un atome •d'oxygène, le second doit contenir deux atomes de l'vm sur trois atomes de l'autre. Cependant, les chimistes qui ont tâché ■de déterminer le nombre des atomes élémentaires dans les oxydes, donnent une autre explication de ce phénomène, en jugeant probable que le fer ainsi que le soufre ont un degré inférieur d'oxydation inconnu, lequel est composé d'un atome de chaque élément; d'où il résulte que, dans les degrés en question, un atome radical doit être coml)iné avec deux ou trois atomes d'oxygène (^). »

« Rien ne prouve d'ailleurs, ajoiite-l-il, que les combinaisons les plus fréquentes se font atome pour atome.

» D'autre part, rien n'exclut la possibilité d'un atome composé de premier ordre, dans lequel deux molécules d'un élément seraient combinés avec trois d'un autre. Mais on n'en aura pas la preuve jusqu'à ce que la chimie ait pu déterminer les limites de la ca])acité de combinaison de chaque corps élémentaire; et si, en attendant, l'on commettait l'erreur de ranger un pareil atome parmi ceux qui ne contiennent qu'une molé-

(') Loc. cit., p. ig.

(-) Ihid., p. 3o.

l'Eitioui: iiK DAvv. i.i;s i.ois doctrinales. J09

culf de chaque élément, il n'en résulterait aucun inconvénient (^). »

Cette manière de voir faisait écrire à Berzélius Fe 0"^ et Fe 0 ' ; mais nous le verrons, en 1826, revenir sur cette opinion et adopter Fe 0 et Fe^ 0-'.

Pour compléter la théorie corpusculaire ainsi comprise, il allait engager la science des proportions chimiques dans une voie nouvelle. Il l'y maintiendra peut-être avec plus d'obstination que de raison, mais ses successeurs y trouveront plus tard des principes tout à fait rationnels de classification et de notation.

Il s'agit ici de la « théorie des volumes ». Pour préciser son rôle, rappelons d'abord sur quels exemples Gay-Lvissac avait basé la loi des combinaisons gazeuses. Nous les formulerons par notre notation moderne :

ï-ii

Il FI

— t NH3