DISCOURS PRÉLIMINAIRE

glycolique, n'est que monobasique i. L'auteur, à qui l'on doit la connaissance de ces réactions, a fait remarquer le premier que la basicité des acides augmente avec le nombre des atomes d'oxygène qui sont contenus dans leur radical, et que les termes polyatomique et polybasique ne sont pas rigoureusement synonymes lorsqu'il s'agit des acides. Il a immédiatement étendu ces réactions à d'autres glycols, homologues supérieurs du glycol ordinaire, qu'il avait obtenus à l'aide de carbures d'hydrogène, homologues supérieurs de l'éthylène, et parmi lesquels il a étudié particulièrement le propylglycol et l'amylglycol. En s'oxyclant, le premier a donné l'acide lactique , le second un nouvel acide de la série lactique.

C'est ainsi que les acides polyatomiques et pôlybasiques ont été rattachés à des alcools polyatomiques, comme les acides monobasiques, analogues à l'acide acétique, avaient été rattachés auparavant à des alcools monatomiques. Au point de vue de la classification des substances organiques, ces faits semblent offrir une haute importance ; on peut soutenir à bon droit qu'ils ont été l'occasion et l'origine d'une nouvelle méthode d'exposition en chimie organique. Ils ont permis, en effet, de grouper à part les alcools polyatomiques avec tout le cortège des combinaisons qui s'y rattachent, telles que les carbures d'hydrogène, qui leur servent de radical, les acides polyatomiques, qui résultent de leur oxydation et auxquels on pourrait joindre des aldéhydes. Tous ces corps peuvent être réunis sous le nom de composés polyatomiques et définitivement séparés des alcools et des acides monatomiques et de tous les corps qui s'y rattachent. On le voit, les alcools d'atomicité diverse sont devenus en quelque sorte la base de 'la classification, et cette base a été singulièrement élargie par les belles expériences de M. Berthelot sur lamannite et les matières sucrées. On sait que ces corps ont été caractérisés comme alcools hexatomiques. Ils exigent pour se saturer 6 molécules d'un acide monobasique, alors que la glycérine n'en exige que 3, que le glycol n'en prend que 2, que l'alcool ordinaire se contente d'une seule.

Pour apprécier la valeur de ce service rendu à la classification , il suffit de rappeler la méthode d'exposition usitée dans les cours de chimie organique il y a vingt ans. Après quelques prolégomènes sur la composition des matières organiques et sur l'analyse, on avait coutume de placer la description des principes immédiats neutres fournis par le règne végétal, tels que la cellulose, l'amidon, les matières sucrées. On y rattachait souvent les matières neutres de l'organisation animale, l'albumine et ses congénères. Ainsi on commençait par les substances les plus compliquées, dont on ignorait absolument la constitution , pour passer ensuite à la description des matières plus simples qui résultent de leur dédoublement; et l'ordre de cette exposition était déterminé uniquement par la coïncidence fortuite de certaines propriétés générales, la neutralité, l'acidité, l'alcalinité, nullement par la considération des liens de parenté et de dérivation. Tous les acides étaient groupés ensemble par cela seul qu'ils rougissent la teinture de . tournesol ; tous les alcalis étaient éunis par la raison qu'ils la ramènent au bleu. C'était l'enfance de l'art.

\. Note 19, p. xciit.

DOCTRINES ACTUELLES. lxvii

Aujourd'hui on groupe les corps d'après l'ordre croissant de leur complication moléculaire, en commençant par les plus simples, pour s'élever progressivement dans la série à mesure que les molécules se compliquent.

Mais quoi! cette complication de la molécule sera- 1- elle déterminée strictement et uniquement par le nombre d'atomes de carbone qu'elle renferme? et convient-il d'adopter de nouveau, pour le principe de la classification, l'échelle de combustion de Gerhardt (p. xlviii)? En aucune façon. Un nouvel élément intervient dans les considérations à l'aide desquelles on détermine la complication moléculaire, c'est l'atomicité de la molécule, sa capacité de combinaison, qu'on peut exprimer en rapportant la molécule cà un type plus ou moins compliqué et qui est en rapport avec l'atomicité ou la saturation du radical que renferme cette molécule. A ce point de vue, l'acide oxalique, bien qu'il ne renferme que 2 atomes de carbone, appartient à un type de combinaison plus élevé que l'acide stéarique, qui renferme 18 atomes de carbone. Le premier est cliatomique et se rattache à un alcool diatomique; le second est monatomique et se rattache à un alcool monatomique. Il en résulte que le principe de classification générale qui prévaut aujourd'hui est tiré de l'atomicité. On réunit, comme formant de grandes classes, les corps d'atomicité égale. Les propriétés de tous ces corps diffèrent suivant la nature, le nombre et l'arrangement des éléments qu'ils renferment. De là la facilité d'établir des sous-divisions dans ces grandes classes, de grouper les corps d'une même classe par séries, par familles.

La série comprend ceux qui , possédant une structure moléculaire semblable et des propriétés analogues, présentent clans leur composition des variations régulières, de telle sorte que la différence que l'on constate entredeux molécules voisines se reproduise de la même façon pour toutes les autres. Tous les corps d'une même série appartiennent au même type.

La famille comprend tous les corps qui offrent dans leur composition un élément commun, qui est le radical; celui-ci peut être engagé dans les combinaisons les plus diverses. De là des composés appartenant à des types différents et doués de propriétés dissemblables, encore bien que tous renferment le même noyau.

On range dans la série de l'alcool tous les corps qui présentent avec l'alcool certains rapports de composition et de propriétés.

On groupe dans une même famille l'alcool et tous les corps qui présentent le radical de l'alcool, savoir l'éthyle.

Tels sont, en peu de mots, les principes de la classification aujourd'hui en usage en chimie organique. On voit que l'atomicité, c'est-à-dire la capacité de combinaison des corps, intervient, comme élément dominant, dans ces considérations. Elle est en rapport, comme nous l'avons vu plus haut, avec l'atomicité des radicaux que renferment les combinaisons. Il nous reste à exposer les idées qui ont été émises concernant le mode de génération de ces radicaux.

La découverte des acides polybasiques avait signalé des différences dans la capacité de saturation des acides; celle des alcools polyatomiques avait indiqué des différences du même ordre dans la capacité de combinaison des

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alcools. Il est douteux qu'on eût réussi à tirer de ces faits quelque notion générale, si la théorie des types n'eût cherché à rattacher les variations dans la capacité de combinaison des acides et des alcools à des différences correspondantes dans la saturation des radicaux qu'ils renferment.

On à dit : La glycérine triatomique renferme un radical qui est triatomique parce qu'il lui manque 3 atomes d'hydrogène pour arriver à l'état de saturation. Le glycol diatomique renferme un radical qui est diatomique parce qu'il lui manque 2 atomes d'hydrogène pour arriver à l'état de saturation.

L'atomicité des radicaux renfermant de l'hydrogène et du carbone était ainsi rattachée à leur richesse en hydrogène, à leur état de saturation en ce qui concerne cet élément. Cette proposition, qui a été énoncée pour la première fois par l'auteur dans la note mentionnée page lxiii, a été développée par divers chimistes. Il convient de l'exposer avec quelques détails.

1 atome de carbone est uni dans le gaz des marais ou hydrogène protocarboné à h atomes d'hydrogène, et on n'a point réussi jusqu'ici à obtenir un composé de charbon et d'hydrogène qui soit plus riche en hydrogène. Ce gaz des marais n'est pas le seul de son espèce. C'est le premier terme d'une série d'hydrocarbures qui sont tous saturés d'hydrogène et qui montrent dans leur composition une progression régulière d'atomes de carbone et d'hydrogène, de telle sorte que chacun diffère de son voisin par 1 atome de carbone et par 2 atomes d'hydrogène.

C'est ce qu'on nomme la série homologue du gaz des marais. Parmi tant d'hydrogènes carbonés, ce sont les plus riches en hydrogène. Ils en sont saturés et ne sauraient en prendre davantage. Mais, chose curieuse, ils sont aussi incapables de fixer directement un autre élément que de fixer de l'hydrogène, et pour qu'un autre corps simple, tel que le chlore, puisse trouver place dans leur molécule, il faut qu'il commence par chasser de l'hydrogène. En un mot, ces carbures d'hydrogène saturés se montrent incapables d'entrer directement en combinaison : ils ne peuvent se modifier que par substitution. Il semble que toutes les affinités qui résident dans le carbone soient satisfaites par celles qui résident dans les atomes d'hydrogène , le tout formant en quelque sorte un système neutre. C'est ce qu'on nomme un carbure d'hydrogène saturé.

Qu'on enlève à un tel carbure d'hydrogène 1 atome d'hydrogène, les affinités qui résident dans les atomes de carbone ne seront plus satisfaites, et il arrivera que le reste, ou la molécule incomplète, différant de la combinaison saturée par 1 atome d'hydrogène, manifestera précisément la capacité de combinaison qui réside dans cet atome d'hydrogène. Ce reste est capable de s'unir à 1 atome de chlore, de se substituer à 1 atome d'hydrogène. Il joue, en un mot, le rôle d'un radical monatomique.

Enlevez 2 atomes d'hydrogène à un carbure d'hydrogène saturé, ce qui reste de la molécule tend à regagner les affinités qui résidaient dans ces 2 atomes d'hydrogène. La molécule incomplète pourra fixer 2 atomes d'hydrogène ou 2 atomes de chlore, ou encore se substituer à 2 atomes d'hydrogène ou de chlore. Ce sont là les attributs d'un radical diatomique.

Enfin, la soustraction de 3 atomes d'hydrogène d'un carbure d'hydrogène

DOCTRINES ACTUELLES. lxix

saturé convertira ce carbure en un radical triatomique , et ainsi de suite.

Ces principes étant posés, en ce qui concerne la génération des radicaux hydrocarbonés dérivant des carbures d'hydrogène saturés, il devenait facile de les appliquer à tous les radicaux composés, de quelque nature qu'ils fussent. En effet, un radical quelconque peut toujours se rattacher à une combinaison saturée dont il dérive par la perte d'un ou de plusieurs éléments, et le degré de son atomicité est marqué précisément par la grandeur de cette perte , qui correspond cà un nombre plus ou moins grand d'atomes d'hydrogène. C'est ainsi que l'atomicité des radicaux a été rapportée à leur état de saturation. Progrès important, qui a établi une relation entre les fonctions des radicaux et leur composition même. Pour étendre cette notion de la saturation aux éléments eux-mêmes, il n'y avait qu'un pas à faire.

On le voit, dans l'ordre historique, la notion de l'atomicité s'est introduite dans la science par degrés, et en trois étapes pour ainsi dire.

Premièrement, on a découvert des combinaisons polyatomiques ;

Deuxièmement, on a rattaché leur polyatomicité à l'état de saturation de leurs radicaux ;

Troisièmement, on a étendu aux éléments eux-mêmes la notion de la saturation qu'on avait d'abord appliquée aux radicaux, et d'où découle leur atomicité.

En effet, de même que les radicaux composés diffèrent par leur capacité de saturation , de même les atomes des corps simples ne sont pas tous semblables en ce qui concerne leur capacité de combinaison. Il y a des degrés dans cette propriété fondamentale des atomes, et ces degrés sont marqués par l'atomicité. Tel métal est incapable de s'unir à plus de 1 atome de chlore, tel autre en prend 2, celui-ci se combine à 3 atomes de chlore, celui-Là en prend h pour former un chlorure saturé. De telles inégalités dans la capacité de combinaison des métaux pour le chlore sont inhérentes à la nature de leurs atomes; c'est pour cette raison qu'on les désigne sous le nom d'atomicité.

Cette notion théorique domine aujourd'hui la science tout entière et il importe d'en rechercher avec soin l'origine et d'en suivre le développement.

lleportons-nous un instant à la théorie des types. Laurent ayant comparé avec l'eau les protoxydes métalliques et leurs hydrates, M. Odling a fait dériver les trioxydes et leurs hydrates de plusieurs molécules d'eau. Se souvenant que l'acide sulfurique hydraté avait été envisagé comme dérivant de 2 molécules d'eau par la substitution du radical sulfuryle à 2 atomes d'hydrogène, le savant et ingénieux ami de M. Williamson avait fait dériver l'hydrate de bismuth de 3 molécules d'eau, par la substitution du métal bismuth à 3 atomes d'hydrogène. Un seul atome de ce métal était donc jugé équivalent à 3 atomes d'hydrogène, et cette valeur de substitution ou de combinaison était marquée par 3 accents superposés au symbole. Cette notation de M. Odling

lxx DISCOURS PRELIMINAIRE.

est restée, et le principe qu'elle a consacré, la non-équivalence des atomes des corps simples, s'est généralisé depuis.

Les atomes ne sont pas équivalents et montrent entre eux des différences du même ordre que les acides monobasiques, bibasiques, tribasiques. Dans un mémoire publié en 1855, l'auteur a qualifié l'azote et le phosphore d'éléments tribasiques1. Il a essayé même de rendre compte de cette capacité de combinaison, en supposant que chaque atome de ces éléments était formé de 3 sous-atomes unis d'une manière indissoluble et pouvant se substituer chacun à 1 atome d'hydrogène. Cette substitution ayant lieu dans 3 molécules d'eau, l'atome de phosphore formait ainsi le lien entre ces 3 molécules d'eau, qu'il rivait l'une à l'autre de manière à former l'acide phosphoreux. Ainsi non-seulement l'atomicité du phosphore et de l'azote était nettement accusée, mais on essayait même d'en rendre compte par une hypothèse qui a été reproduite depuis.

Ce sont là les origines de la théorie de l'atomicité des éléments. En 1858 cette théorie a fait un progrès décisif.

Dans un mémoire important sur les radicaux2, M. Kekulé a énoncé l'idée que le carbone est un élément tétratomique : il y a été amené par cette considération que dans les composés organiques les plus simples 1 atome de carbone est toujours uni à une somme d'éléments équivalente à h atomes d'hydrogène. Il en est ainsi dans le gaz des marais, dans le perchlorure de carbone, dans tous les composés intermédiaires renfermant à la fois de l'hydrogène et du chlore. Ces 2 éléments se valent, puisqu'ils se remplacent atome par atome* Dans les composés dont il s'agit, leur somme est toujours égale à h. De même dans l'acide carbonique les 2 atomes d'oxygène unis à un seul atome de carbone valent h atomes d'hydrogène : chacun d'eux n'a-t-il pas le pouvoir de s'unir à 2 atomes d'hydrogène ou de s'y substituer? Mais, dira-t-on, 1 atome de carbone peut se contenter d'un seul atome d'oxygène, et il le fait dans l'oxyde de carbone. Il est vrai que ce corps ne renferme qu'un seul atome d'oxygène* mais il n'est point saturé. L'affinité qui réside dans l'atome de carbone n'est point satisfaite par son union avec l'atome d'oxygène. Voilà pourquoi l'oxyde de carbone peut fixer directement soit un second atome d'oxygène, lorsqu'il se transforme en gaz carbonique, soit 2 atomes de chlore, lorsqu'il se convertit en gaz chloroxycarbonique.

Dans l'un et l'autre composé le carbone a épuisé son affinité en fixant une somme d'éléments équivalant à h atomes d'hydrogène. Saturé, il est devenu tétratomique. C'est ainsi que la notion de saturation intervient dans la fixation de F atomicité.

Elle est intervenue, de même, dans une autre considération fort importante que M. Kekulé a développée dans le mémoire cité plus haut.

Dans la série des hydrocarbures saturés, le nombre des atomes d'hydrogène n'est quadruple du nombre d'atomes de carbone que dans le premier terme ou gaz des marais, qui ne renferme qu'un seul atome de carbone. Comment se fait-il

\. Annales de Chimie et de Physique, 3e série, t. XLIV, p. 30G. G2. Annalen der C hernie und Pharmacie, t. CVI, p. 4 29, 4 838.

DOCTRINES ACTUELLES. lxxi

que dans le terme suivant 2 atomes de carbone ne soient unis qu'à 6 atomes d'oxygène au lieu de 8? M. Kekulé rend compte de ce fait en admettant que les 2 atomes de carbone perdent chacun 1 atomicité en se soudant l'un à l'autre, en se combinant, pour mieux dire. Ayant ainsi échangé 2 atomicités, ils n'en gardent que 6 sur les 8 qu'ils renfermaient et ne sauraient fixer plus de ti atomes d'hydrogène. Il en est de même pour les termes suivants de cette série qui renferment 3, A, 5 atomes de carbone. Ceux-ci sont soudés entre eux, formant comme une chaîne dont les anneaux sont rivés par une partie de la force de combinaison. Une autre partie reste en quelque sorte disponible et sert à attirer et à fixer d'autres éléments qui se groupent autour des atomes de carbone. Ceux-ci constituent le noyau de la combinaison, sa charpente solide; les atomes d'hydrogène, de chlore, d'oxygène, qui s'y attachent, en forment comme les appendices1.

C'est là une grande idée, car elle explique le fait de la complication des molécules organiques et permet de rendre compte de leur structure2. Pourquoi donc les atomes de carbone montrent-ils cette singulière tendance à s'accumuler en grand nombre dans les molécules organiques? Parce qu'ils possèdent la propriété de se combiner entre eux, de se souder les uns aux autres. Cette propriété importante donne aux innombrables combinaisons du carbone un cachet particulier et à la chimie organique sa physionomie, sa raison d'être. Aucun autre élément ne la possède au même degré. Sans doute l'hydrogène peut s'unir à lui-même, ainsi que Gerhardt l'avait reconnu; mais un atome de ce corps épuisant sa capacité de combinaison par son union avec un second atome, nul autre élément ne s'ajoutera à ce couple dont la molécule saturée est réduite en quelque sorte à sa plus simple expression , étant formée par deux atomes.

Seuls, les éléments polyatomiques , après avoir employé une partie de la capacité de combinaison qui réside en eux pour se souder les uns aux autres, peuvent en garder une autre partie pour fixer d'autres éléments. Ainsi font les atomes de carbone, ainsi peuvent faire les atomes d'oxygène. Ceux-ci sont <liatomiques et peuvent échanger deux à deux toutes leurs atomicités. On admet qu'il en est ainsi dans l'oxygène libre, qui est formé de 2 atomes occupant 2 volumes, si 1 atome d'hydrogène occupe 1 volume. Ces 2 atomes possédant h atomicités, les ont échangées en se fixant l'un sur l'autre. Mais s'ils peuvent perdre, par un échange complet, chacun 2 atomicités, ils peuvent, par un échange simple, n'en perdre qu'une seule, gardant chacun une atomicité disponible en quelque sorte, et qui peut servir à fixer 1 atome d'hydrogène ou de chlore.

Que 2 atomes d'hydrogène viennent se fixer ainsi sur un couple de 2' atomes d'oxygène unis par l'échange d'une seule atomicité, le résultat de cette combinaison sera le peroxyde d'hydrogène, formé de 2 atomes d'oxygène et de 2 atomes d'hydrogène. La fixation de 2 atomes de chlore sur ce