U% HISTOIRE DES DOCTRINES CHIMIQUES

certain qu'un grand nombre de molécules chimiques sont incapables de prendre la forme gazeuse sans éprouver une décomposition plus ou moins complète.

Il est très-important d'étudier la marche de cette décomposition.

Le phénomène est assez simple lorsque les produits, une fois dégagés et séparés les uns des autres, ne peuvent plus s'imir directement de manière à reconstituer, par une réaction inverse, le composé qui vient de se défaire. Supposons qu'il s'agisse d'un corps solide et que les produits de la décomposition puissent se dégager librement* Toutes les molécules qui constituent la masse du corps qui se décompose se trouvent alors dans les mêmes conditions pendant toute la durée du phénomène, toutes sont influencées de la même manière par la chaleur, toutes- se décomposent à la même température, dès que la quantité de chaleur qui leur est ajoutée a restitué à leurs éléments la force vive que ceux-ci avaient perdue en se combinant. Dans ces conditions la décomposition s'ac-

complit à une température déterminée et fixe. Il n'en est pas de même lorsque les prQduits de la décomposition, mélangés au composé qui les fournit en se dédoublant, peuvent s'unir de nouveau les uns aux autres de manière à reconstituer ce composé. La tendance de celui-ci à se dédoubler sous r influence de la chaleur ou à se dissocier, selon rheureiise expression de M. Henri Sainte- Glaire Deville, est alors contre-balancée par la tendance contraire des éléments mis en liberté à s'unir de nouveau sous l'influence de l'afiinité. Il s'établit donc une sorte d'équilibre mobile entre le? molécules du composé primitif, qui demeurent intactes , et les produits de sa décomposition, qui tendent à s'unir de nouveau. A mesure que la masse de ceux-ci augmente dans le mélange, la somme des affinités augmente de même, et, pour combattre les tendances croissantes à la « recomrppsition », il faudra fournir aux molécules encore intactes, qui doivent se dédoubler, des quantités croissantes de chaleur. La décomposition est alors un phénomène continu qui, loin de s'achever à un

su HISTOIRE DES DOCTRINES CHIMIQUES.

point fixe, s'accomplit entre certaines limites de température. C'est ce qu'on nomme aujourd'hui la dissociation. On connaît les belles expériences de M. Henri Sainte-Claire Deville sur ce sujet, que nous nous bornons à indiquer ici. Remarquons seulement que les faits dont il s'agit ne sont point isolés dans la science et qu'ils sont en rapport avec d'autres manifestations de l'affinité, particulièrement avec ces actions inverses qui se produisent sous l'influence des masses et qui ont été autrefois étudiées par Berthollet.

C'est l'affinité qui est en jeu dans tous ces phénomènes, et sans connaître la nature intime de cette force, on connaît au moins ses relations avec la chaleur. On sait que l'affinité ne peut être abolie sans dégagement de chaleur, qu'elle ne peut être restituée sans absorption de chaleur : il y a une corrélation entre ces deux forces , et l'on peut mesurer l'une par l'autre. La force chimique réside, on le suppose, dans les atomes des corps. Elle consiste peut-être en un mode de mouvement particulier de ces atomes : on l'ignore. Mais on sait

que cette force n*est pas détruite lorsque les atomes où elle réside se sont rencontrés et unis. Par le fait de cette union, l'affinité s'éteint; elle est satisfaite, au moins en partie, mais la portion d'énergie qui est ainsi enlevée aux atomes n'est pas détruite, car elle apparaît comme chaleur au moment même de la combinaison. Et l'intensité de la chaleur dégagée mesure l'énergie de l'affinité.

Mais quoi! n'y a-t-il rien autre chose dans cette force que l'énergie avec laquelle elle s'accomplit? S'exerce-t-elle uniformément sur tous les atomes avec la seule différence de son intensité , comme la pesanteur sollicite indistinctement tous les corps, suivant les mêmes lois? Non, la force chimique est de nature plus complexe. Il y a quelque chose en elle qui semble indépendant de son intensité même. Il y a cette action électi/e que Bergman a étudiée et définie longtemps avant que les chimistes aient admis l'existence de ces atomes, dont elle est un attribut. Comment donc se fait-il que le chlore, qui possède une si puissante affinité pour

rhydrogène, ne puisse annexer à chacun de ses atomes qu'un seul atome de ce corps, alors que Tazote peut se combiner à 3 atomes d'hydrogène? Pourquoi le phosphore, si voisin de Tarsenic, et qui peut s'unir comme lui à 3 atomes d'hydrogène, ou à 3 atomes de chlore, parvient-il à fixer jusqu'à 5 atomes de chlore dans le perchlorure de phosphore? C'est que les atomes des corps simples ne sont pas faits les uns comme les autres. Indépendamment des différences dans leurs masses relatives et dans leurs énergies, on peut soupçonner en eux des différences de forme, de mouvement, de structure, qui font qu'ils ne sont pas aptes à s'accopamoder également entre eux. C'est là sans doute une des conditions qui gouvernent cette action élective des atomes et leurs capacités inégales de combinaison.

Nous voici revenus à la notion de l'atomicité.

Nous la rencontrons de nouveau à la base même de la science, comme une des manifestations de la force chimique. Chaque atome apporte dans ses combinaisons deux choses ; d'abord son énergie

propre, et puis la faculté de la dépenser à sa manière, en fixant d'autres atomes, pas tous indistinctement, mais de certains atomes et en nombre déterminé.

Les atomes diffèrent donc non-seulement par la force de leurs affinités , mais par leur capacité de combinaison, par cette faculté qu'ils possèdent de choisir, pour former ces unions qu'on nomme combinaisons, un certain nombre d'autres atomes appropriés à la nature spéciale de chacun d'eux. C'est là l'atomicité.

Cette propriété fondamentale gouverne la forme des combinaisons, elle en marque les degrés et les limites. Elle apparaît dans la loi des proportions multiples, elle se manifeste dans le fait de la saturation, elle explique les fonctions de ces groupes incomplètement saturés qu'on nomme radicaux, elle montre le sens profond de l'idée des types.

Pourquoi donc a-t-on admis un type eau ? Parce qu'il existe un élément diatomique oxygène; et quelle est la raison d'être du type amqjoniaque? C'est l'existence de l'élément triatomique azote.

Nous avons vu plus haut comment celte propriété fondamentale des atomes est invoquée dans les considérations relatives à la constitution atomique des corps; comment la tendance des atomes à se saturer marque, en quelque sorte, les points d*attache de l'affinité, et indique les rapports mutuels des atomes dans les composés. Pour faire ressortir, par un dernier développement, la grandeur et la portée féconde de cette notion de l'atomicité, il nous reste à montrer comment elle éclaire les réactions chimiques.

Considérées à un point de vue général et abstraction faite des phénomènes d'isomérie, ces réactions rentrent dans Tun ou l'autre des trois cas suivants :

Formation de combinaisons p^r addition d'atomes ou de molécules ;

Dédoulilement de molécules complexes en éléments plus simples ;

Substitution dans un composé de certains éléi ments à d'autres.

* Le système dualistique s'appuyait principalement sur les deux premiers ordres de phénomènes chimiques. Prenant pour point de départ les idées de Lavoisier sur les sels, il représentait tous les composés formés par l'addition de deux éléments tout prêts à se séparer de nouveau. M. Dumas, s'appuyant sur les phénomènes de substitution, â envisagé le premier les molécules chimiques comme formant un seul tout, dont les différentes parties sont unies par F affinité. Gerhardt avait adopté cette idée. Il admettait, de plus, que toutes les. réactions chimiques s'accomplissent entre ces molécules entières par voie d'échange entre leurs éléments. Tout est double décomposition : voilà la formule par laquelle il exprimait toutes les métamorphoses chimiques, exagérant lé point de vue mis en lumière par la théorie des substitutions. Nous savons aujourd'hui qu'il est allé trop loin dans sa réaction contre des, idées que Berzelius avait exagérées luimême.

Tout n'est pas double décomposition : il y a des fixations et des soustractions d'éléments; il y a des molécules susceptibles de grandir par une addition directe d'atomes, il y en a d'autres qui peuvent se rompre et se résoudre en fragments indépendants.

Toutes ces réactions sont éclairées par la notion de l'atomicité.

Nous connaissons, en effet, la tendance des atomes à satisfaire leur capacité de combinaison et la loi des proportions multiples nous montre qu'elle peut être satisfaite par degrés. Toutes les fois donc qu'un composé donné renferme un élément polyatomique incomplètement saturé, ce composé tend à fixer de nouveaux atomes pour arriver à cet état de saturation caractérisé par l'échange de toutes les atomicités.

Ainsi nous pouvons distinguer dans les composés chimiques deux états différents : dans les molécules saturées, l'équilibre des atomicités; dans les molécules incomplètes, avec un équilibre instable, un déficit qui veut être comblé.

Pourquoi le gaz oléfiant peut-il fixer 2 atomes

de chlore, comme le mercure ou comme le zinc, jouant ainsi le rôle de radical? Par la raison que les 2 atomes de carbone qu'il renferme, sans cesser d'être unis, peuvent fixer chacun 3 éléments monatomiques alors que dans le gaz lui-même ils ne fixent chacun qile 2 atomes d'hydrogène. Ainsi, par cette addition de 2 atomes de chlore, la molécule a grandi. La voilà arrivée dans un état où elle est impuissante à fixer d'autres atomes par union directe. Est-ce à dire que la nouvelle molécule qui constitue maintenant le chlorure d'éthylène soit désormais incapable de se modifier, qu'elle soit devenue indifférente et comme insensible à Faction d'autres molécules? En aucune façon* Le chlorure d'éthylène peut ou se rompre, ou échanger quelques-uns de ses éléments contre d'autres éléments. Mettez le chlore qu'il renferme aux prises avec des affinités puissantes, il pourra, ou se séparer purement çt simplement, ou être remplacé par d'autres atomes. Il est à remarquer que, dans ce dernier cas, chaque atome de chlore aura été remplacé par un élément, qui remplira

exactement le même rôle que lui dans le nouveau composé formé par substitution. Cela veut dire que ce nouvel élément sera uni par une atomicité à Tatome de carbone qui avait fixé auparavant cet atome de chlore dans le chlorure d'éthylène. Si le nouvel élément est monatomique comme le chlore, la substitution se fera atome par atome, et la nouvelle combinaison aura la même structure moléculaire que le chlorure d'éthjiène. Dans le cas contraire, si Télément substitué au chlore estpolyatomique, il apportera dans le nouveau composé plus d'atomicités qu'il n'en faut pour satisfaire ceux d'un des atomes de carbone , comme faisait le chlore. Prenant donc la place de celui-ci, il entraînera dans la combinaison d'autres atomes capables de satisfaire ses atomicités demeurées libres. La molécule grandira encore, non plus par addition directe de nouveaux éléments, mais par substitution d'un groupe d'atomes, d'un radical composé à un corps simple.

C'est ainsi que la théorie de l'atomicité rend compte des fonctions des radicaux qui, dans un si

grand nombre de réactions, se substituent à des corps simples; c'est ainsi qu'elle éclaire et qu'elle élargit cette proposition célèbre énoncée par les premiers auteurs de. la théorie des substitutions, et appliquée d'abord au chlore, à savoir que les éléments qui, dans des combinaisons toutes foFmées, se substituent à d'autres étéments, prennent la place et jouent le rôle de ces derniers.

Ils les remplacent par leur capacité de combinaison; ils se mettent en rapport, dans le nouveau composé, précisément avec l'atome que saturaient, dans l'ancien, les éléments qui devaient disparaître. Est-ce à dire que par l'effet de telles substitutions les propriétés des corps ne doivent subir aucune atteinte? que les éléments entrés par substitution doivent remplacer ceux qui ont quitté la place, dans tous leurs attributs? qu'il est indifférent dès lors, au point de vue des propriétés, qu'un corps renferme de l'hydrogène, du chlore ou de l'oxygène substitués l'un à l'autre, pourvu que cette substitution s'accomplisse en quantités équivalentes, suivant la règle de l'atomicité? Non.

Ce D'est pas ainsi qu'il faut entendre le rôle des éléments dans les cas de substitution. Si ceux d'atomicité semblable peuvent se remplacer, avec une égale valeur, quant à leur capacité de combinaison, ils ne sauraient se remplacer et équivaloir quant au? propriétés, car chacun d'eux apporte dans la combinaison sa nature propre, son énergie, ses affinités spéciales.

Pour rendre compte des propriétés des corps composés, on a tour à tour attribué une influence prépondérante, soit à la nature dés éléments, soit à leur groupement. Il est plus vrai de dire que les propriétés des corps dépendent à la fois de ces deux conditions, qui exercent l'une et l'autre une influence considérable.

Ce sont des considérations de ce genre qu'il faut invoquer pour rendre compte des propriétés, ou, pour mieux dire, des fonctions qui ont le plus attiré l'attention des chimistes : nous voulons parler de la fonction acide et de la fonction basique, qui se manifestent par la neutralisation des acides par les bases, dans la formation des sels. Pour-

quoi certains corps sont-ils doués de la propriété acide? Parce qu'ils renferment beaucoup d* oxygène, disait Lavoisier. La réponse est bonne, mais elle n'est pas Suffisante. Nous savons aujourd'hui que la neutralisation des acides par les bases s'accomplit par l'échange de l'hydrogène des uns contre le métal des autres, et que cet hydrogène ne devient apte à un tel échange qu'à la condition d'être en rapport avec un ou plusieurs éléments doués d'une forte énergie électro-négative. Un atome de chlore, de brome, d'iode, de soufre même, suffit pour mettre l'hydrogène dans cette condition particulière. Les acides chlorhydrique, bromhydrique, iodhydrique, sont des acides puissants; l'acide sulfhydrique est un acide faible. Un seul atome d'oxygène ne suffit pas pour placer l'hydrogène dans les conditions favorables à l'échange dont il s'agit. Il faut qu'à cet oxygène se joignent d'autres éléments et quelquefois d'autres atomes d'oxygène, pour communiquer la propriété basique, c'est-àdire la faculté de s'échanger contre un métal à l'hydrogène placé dans le voisinage de tous ces