II. — Essais de groupement des corps simples en familles

Si aucun caractère absolu ne permet de distinguer un métalloïde d'un métal, nous pouvons nous attendre à rencontrer les mêmes difficultés lorsque nous chercherons à faire des familles dans chacun de ces groupes ; admettons pour un instant que la division en métalloïdes et métaux soit nette et cherchons à établir une classification naturelle des éléments de chacun de ces deux embranchements. Pour cela faire, il faudrait trouver à chacun des corps qui les constituent un caractère saillant qui permit d'en conclure facilement les propriétés essentielles des corps simples qu'on doit réunir autour du premier, de telle manière que dans la famille ainsi constituée, les propriétés fondamentales, les modes de combinaisons analogues des divers composés possédassent un grand

degré de similitude. Or la découverte d'un tel caractère a jusqu'ici échappé aux efforts de tous les chimistes qui se sont occupés de cette importante question, et rien ne nous permet d'établir une classification naturelle des éléments. A son défaut, nous en sommes réduits à essayer d'une classification artificielle, d'un système, et pour y arriver le mieux à faire est, semble-t-il, de soumettre successivement chaque corps à quelques réactions convenablement choisies, en s'attachant surtout aux propriétés susceptibles d'une mesure précise, puis de .

classer d'après les résultats ; c'est ce que plusieurs chimistes ^'^^'

éminents ont successivement essayé. ~~

l'' Classification des métalloïdes de Dumas. — Dumas, J)^'^^^ le premier, a posé les bases d'une classification artificielle des métalloïdes en s'appùyant sur leurs combinaisons avec rhydrogène et le chlore; la classification de ces corps est fondée, dit-il, sur les caractères des composés qu'ils forment avec l'hydrogène, sur le rapport en volumes des deux éléments qui se combinent et sur leur mode de condensation ; pour les corps qui ne s'unissent pas à l'hydrogène, elle est basée sur le caractère des combinaisons qu'ils donnent avec le chlore, et. autant que possible sur le rapport des volumes des deux éléments qui se combinent et sur leur mode de condensation. Ces principes l'ont conduit à former les quatre groupes :

Fluor, chlore, brome, iode ; Oxygène, soufre, sélénium, tellure ; Azote, phosphore, arsenic ; Carbone, silicium, bore ;

l'hydrogène restant isolé.

Cette classification résume certainement les analogies ) ;

respectives des corps de chacun de ces groupes. Nous voyons, ^

en effet, que les éléments du premier forment avec l'hydrogène des hydracides puissants, constitués par des volumes égaux de leurs composants unis sans condensation, et jouissant de propriétés semblables variant d'une façon régulière ; avec les métaux, ces éléments donnent des composés binaires très analogues et souvent isomorphes; ils se remplacent indifféremment dans les apatites sans en changer ni la forme ni les

454 INTRODUCTION A L*ÉTUDB DBS METAUX

propriétés générales ; enfin, leurs combinaisons oxygénées, toujours peu stables, offrent des composHions toutes pareilles.

, Z - Les éléments du second groupe forment avec l'hydrogène

des gaz constitués par deux volumes de ce corps unis à un de vapeur du métalloïde avec condensation d'un tiers, et jouant le rôle d'acides faibles. Avec la plupart des métaux, ils se combinent directement en donnant des composés fréquemment isomorphes.

2 -. Avec l'hydrogène, les éléments du troisième groupe forment

des gaz qui se comportent très souvent comme des bases, et qui sont susceptibles de donner naissance à des composés plus complexes, les ammoniaques composées, très analogues entre eux.

. ^ ^ Le carbone et le silicium se rapprochent surtout par les

modifications isomériques qu'ils présentent, par le rôle analogue qu'ils jouent dans certaines combinaisons organiques ; quant au. bore, on ne le place plus maintenant auprès de ces deux corps.

Mais si la classification de Dumas fait ressortir certaines analogies remarquables que présentent entre eux les éléments rapprochés en familles, elle laisse dans l'ombre des différences souvent aussi importantes que le sont ces analogies. Il est à remarquer tout d'abord que le premier corps de chaque famille, celui qui semblerait en devoir être le type, paraît s'écarter des autres et jouer un rôle à part : dans les circonstances ordinaires l'oxygène est gazeux et l'eau, qui est liquide, a bien peu les qualités d'un acide même faible ; elle paraît se comporter en chimie et dans la nature d'une façon qui n'est guère comparable au rôle que jouent les composés hydrogénés du soufre, du sélénium et du tellure. On peut du reste en dire autant de l'oxygène lui-même ; il s'écarte notablement des Jrois autres corps du groupe qui offrent au contraire entre eux d'étroites I analogies.

) Comme l^^ox^gène, l'azote est gazeux, tandis que le phos-

j phore et l'arsenic sont solides ; de plus, il correspond à

I deux volumes de vapeur alors que les deux autres n'en

[ représentent qu'un seul ; il ne se combine pas directement à

l'oxygène, ce que font aisément le phosphore et l'arsenic en donnant des* composés très stables, alors que les combinaisons oxydées de l'azote le sont si peu. Sa combinaison avec l'hydrogène a une composition en volume différente de celle des phosphure et arséniure correspondants ; l'ammoniaque est extrêmement soluble dans l'eau qui ne dissout que des traces d'hydrogène phosphore ou d'hydrogène arsénié, et le rôle qu'elle peut remplir comme alcali diffère singulièrement de ceux des phosphure et arséniure d'hydrogène placés dans les mêmes circonstances. Les combinaisons chlorées, bromées, iodées de l'azote, ne présentent aucune propriété qui les rapproche de celles de l'arsenic ou du phosphore, et tandis que Itfs phosphates et arséniates, souvent insolubles dans l'eau, sont ordinairement isomorphes entre eux, les azotates, toujours solubles, ne leur ressemblent ni par leur forme cristalline, ni par leur composition, ni par l'ensemble de leurs propriétés.

Quant au silicium, s'il présente comme le carbone plusieurs états isomériques, s'il peut le remplacer dans quelques comr posés organiques, il est impossible de ne pas se rappeler la multitude de combinaisons que le carbone forme avec l'hydrogène, alors que le silicium n'en donne qu'une seule, sans analogie d'ailleurs avec elles ; l'acide carbonique et la silice n'ont aucun caractère commun ; les chlorures, bromures, iodures de carbone, ne sont pas analogues à ceux du silicium ; enfin l'azoture de silicium et le cyanogène sont deux composés aussi éloignés l'un de l'autre qu'on peut se l'imaginer.

Le fluor, lui aussi, parait s'écarter notablement des autres éléments de la même famille.

Nous voyons donc que le premier corps de chacun de ces groupes se sépare assez nettement des autres, et sans que le fait ait de l'importance au point de vue d'une classification, il convient de noter en passant cette coïncidence singulière que ce sont précisément les quatre corps, hydrogène, oxygène, azote et carbone, qui sont les éléments essentiels de tous les êtres organisés, qu'ils forment entre eux l'eau, l'acide carbonique, l'ammoniaque dont le rôle dans la nature est de si haute importance. Si, maintenant, cessant de consi-

496 INTRODUCTION A l'ÉTUDE DBS MÉTAUX

dérer ces premiers éléments, nous examinons comment varie Tensemble des propriétés principales dans les autres substances du même groupe, nous sommes amenés à placer à côté d'eux des corps simples qu on ne range pas ordinairement au nombre des métalloïdes ; par certaines de leurs qualités, le silicium se rapproche du zirconium, celui-ci du titane qui, à son tour, est voisin de l'étain, de sorte qu'envisagé dans

■ ^ Ti , Sk son ensemble, le groupe silicium, zirconlum. gitane, étaîn.

présente une certaine homogénéité; auprès de l'arsenic il est impossible de ne pas mettre l'antimoine, à côté

U,<^f.,rhi^ de celui-ci le gernaanium, puis le bismuth, de telle

sorte que l'étude de certaines propriétés que nous regardons comme aptes à servir de base à un système nous conduit à ranger ensemble des métal loïdes^t^des métaux, si nous voulons rapprocher les uns des cintres les éléments dans lesquels nous voyons ces propriétés varier d'une manière régulière et progressive ; et la chose est naturelle, puisque entre métalloïdes et métaux nous n'avons pu découvrir aucune différence tranchée. Mais alors telle famille, très nette quand on ne considère que certains de ses membres comme lei phosphore et l'arsenic, vient par une de ses extrémités se terminer par des métaux, alors que se trouve à sa tête un corps, l'azote, qui offre surtout des différences avec tous ceux qu'on lui associe comme parent, et l'ensemble ne présente plus aucune homogénéité.

Si les embarras sont grands quand on veut former des

r familles de métalloïdes, c'est bien autre chose encore lorsqu'il

s'agit de constituer des groupes de métaux.

f MM y

2^ Classification des métaux de Thénard. — Thénard essaya [ de prendre pour base de leur classification la résistance qu'ils ' opposent à l'action combinée de l'oxygène, de l'eau et de la : chaleur, agents qui dans la nature, et aux époques géologiques les plus récentes, ont été le plus fréquemment employés pour amener les matières minérales à leur état actuel, et qui les modifient encore chaque jour ; ce sont aussi les agents les plus ordinairement mis en jeu dans l'industrie et dans les laboratoires. Il a pu ainsi diviser les métaux en

sections, dans lesquelles nombre d'espèces se trouvent rationnellement rapprochées, mais en laissant de côté beaucoup de corps, trop peu connus alors pour qu il fût possible de déterminer leur place avec quelque apparence de certitude ; aussi la classification de Thënard présente-t-elle un caractère plus pratique que scientifique. ^

3® Classification basée sur l'atomicité. — On a espéré arriver à des résultats meilleurs en prenant Vqtnmcité comme base d'une classification nouvelle ; Thydrogëne et le chlore étant considérés comme éléments monoatomiques, on a groupé les métaux en diatomiques, triatomiques, etc., selon quils exigent 2, 3, etc,. atomes d'hydrogène ou de chlore pour former des composés saturés ; « Pour tous les corps, dit Wurtz, l'atomicité est le principal moyen de classification ; les familles de métalloïdes de M. Dumas sont formées de corps d'égale atomicité ; on peut établir de tels groupes entre les métaux, et ces rapprochements sont bien plus fondés que les relations artificielles qu'établit entre eux le degré de leur affinité pour l'oxygène. »

Les familles de Dumas peuvent être en effet considérées comme renfermant des corps de même atomicité, mais il faut bien remarquer qu'il n'y a làjnen d'absolu, et que cette atomicité ne se rapporte qu'à l'ordre de combinaisons qui a servi de base pour constituer les familles en question ; l'iode, par exemple, qui, avec un volume d'hydrogène égal au sien, donne de l'acide iodhydrique et qui de ce chef est monoatomique, se combine au chlore dans le rapport de trois volumes de ce gaz pour un d'iode et devient triatomique dans le chlorure I CP; il en est de même de l'azote qui, triatomique quand il s'unit au triple de son volume d'hydrogène pour faire le gaz ammoniac, est pentatomique dans le chlorure d'ammonium, etc.. La même chose a lieu avec les métaux ; la classification faite d'après l'atomicité a conduit à les diviser en groupes hétérogènes dans lesquels le zinc, le cuivre, le mercure, se trouvent rapprochés des alcalino-terreux, diatomiques comme eux ; l'or, le thallium, l'indium se trouvent ensemble comme triatomiques. Au nombre des tétratomiques

458 INTRODUCTION A l'ÉTUDB DES MÉTAUX

figurent à la fois raluminium, le glucinium, le fer, le plomb et le platine : te molybdène et le tungstène en leur qualité de corps bexatomiques se voient rapprocher de riridium. Et non seulement la notion d'atomicité conduit à ranger dans un même groupe des métaux aussi différents que ceux que nous venons de citer, mais comme les partisans de l'atomicité sont bien obligés de reconnaître que cette qualité est variable dans les métaux tout comme chez les métalloïdes, il en résuite qu'un métal déterminé peut prendre place dans plusieurs groupes suivant Tatomicité qu'on lui attribue. Il est clair qu'une qualité aussi peu définie, aussi variable, que l'atomicité, ne peut servir de fondement à une classification qui devrait résumer Tensemble des propriétés des corps. Au surplus, cette hypothèse de l'atomicité variable des éléments revient à dire que l'atomicité varie d'après la loi des proportions multiples ; affirmer qu'un élément a plusieurs atomicités est une manière d'exprimer cette loi, qui, on le comprend sans peine, ne peut suffire pour asseoir une classification.

m. — Essais de classification de l'ensemble des corps