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pas place pour ces corps dans le tableau périodique; le groupe des éléments qui les englobe est le suivant :

Hydrogène '*)

Hélium

Lithium

Glucinium

Fluor

Néon

Sodium

Magnésium

Chlore

Argon

Potassium

Calcium

Brome

Krypton

Rubidium

Strontium

Iode

Xénon

Césium

Baryum

Les propriétés de ces corps : indice de réfraction, volume atomique, points de fusion et d'ébuUition, densité des gaz, température et pression critiques, montrent une gradation intéressante, qui ne permet pas cependant de prédire avec certitude une propriété quelconque de Tun de ces gaz, celles des autres étant connues.

— Le tableau étant constitué comme Ta formé M. Mendeléef, voilà ce qu'il en fait ressortir :

l^ Entre deux éléments consécutifs d'une même série, la différence des poids atomiques est toujours comprise entre des limites fort resserrées, ce qui oblige à laisser certains vides. Dans la quatrième série, par exemple, entre le calcium et le titane, dont les poids atomiques sont 40 et 48, il doit se trouver la place d'un élément inconnu, d'abord parce que la différence 48—40 est supérieure au double de la moyenne des différences constatées entre les poids atomiques des corps de cette quatrième série ; ensuite et surtout parce que le titane, analogue du silicium et du carbone, doit tomber dans le quatrième groupe qui renferme déjà ces deux derniers corps. Les vides ainsi laissés dans les séries correspondent à des éléments inconnus ; le scandium est venu en effet, remplir le vide laissé entre le calcium et le titane.

2*" La différence moyenne qui existe entre les poids

(1) — Pour les raisons qui conduiraient à placer l*hydrogène à la tète du groupe du fluor, Voir : Orme-Masson : Chem, News, 1896, p. 283.

atomiques des corps d'une même série et ceux des corps de même rang de la série suivante est à peu près constante, et représentée par deux valeurs différentes ; cette différence est égale à 16 environ pour les trois premières séries ; elle est comprise entre 24 et 28 pour les autres.

3° Pour former les oxydes supérieurs d'une même série, Toxygène augmente régulièrement par quantités égales quand on va du commencement à la fin de la série ; pour former les combinaisons hydrogénées limites, l'hydrogène diminue régulièrement par quantités égales, quand' on va du commencement à la fin de la série.

i^ Si on laisse de côté les deux premières, on voit qu'entre les séries de rang pair ou les séries de rang impair comparées entre elles, il y a plus d'analogie que si on compare une série de rang pair avec une de rang impair ; les métalloïdes appartiennent surtout aux impaires, les métaux se montrent principalement dans les paires. Dans le cinquième groupe, par exemple, vanadium, niobium, tantale appartiennent aux séries paires, tandis que phosphore, arsenic, antimoine se trouvent dans les séries impaires. D'autre part, les corps de rang pair, ou de rang impair, c'est-àdire pris de deux en deux rangs dans un même groupe, se correspondent mieux que deux corps consécutifs : le calcium, le strontium, le baryum, par exemple, qui dans le second groupe occupent des rangs pairs, sont plus analogues entre eux que magnésium et calcium, ou calcium et zinc, etc.. Il est à noter encore qu'en général les éléments des séries paires ne se combinent pas à l'hydrogène et ne forment pas de radicaux organo-métalliques, tandis que ceux des séries impaires donnent fréquemment des composés de cette nature.

5^ Les éléments de la seconde série semblent se comporter tout autrement que les autres, leurs propriétés de se combiner à l'hydrogène et de former des radicaux organo-métalliques les rapprochent des corps des séries impaires; d'autre part, cette série ne contient pas de huitième groupe comme en ont les autres séries paires ; enfin la différence entre les poids atomiques de ses éléments et ceux des corps correspondants

de la quatrième série est comprise entre 32 et 36, tandis qu'à quelques exceptions près, la différence moyenne entre les poids atomiques de corps correspondants des séries paires consécutives est voisine de 46. M. Mendeléef admet que les rapports des masses chimiques se trouvant modifiés, ce changement entraîne une perturbation corrélative dans les propriétés qui sont sous leur dépendance, et il désigne sous

le nom d'éléments typiques, pour caractériser leur allure spéciale, les corps de la seconde série réunis à l'hydrogène.

Sans méconnaître l'intérêt considérable qui s'attache à ces remarques, il est cependant impossible de ne pas considérer que les faits qu'elles visent et font ressortir sont moins généraux qu'il ne semble à première vue. Les relations numériques ne sont qu'approchées, et les valeurs des différences oscillent entre des limites assez écartées. Ce qui concerne les combinaisons supérieures avec l'hydrogène n'est applicable qu'à peu d'éléments, le plus grand nombre d'entre eux ne s'unissant pas à ce gaz ; et cependant nous trouvons précisément dans les séries paires le potassium qui s'y combine, ainsi que font très vraisemblablement le rubidium et le césium qui lui sont si analogues, le palladium, le fer, le nickel qui sont, eux aussi, capables de former des hydrures, comme probablement l'argent, d'après les expériences de M. Le Chàtelier et celles de M. Berthelot ; en revanche, dans la deuxième série, le glucinium, et peut-être le bore ne donnent pas de combinaisons hydrogénées. En ce qui concerne, d'autre part, les combinaisons supérieures avec l'oxygène, la formule donnée à celles qui figurent au tableau ne représente pas toujours, et nous l'avons déjà remarqué, le corps le plus oxydé que peut donner l'élément considéré ; bref, il semble d'une façon générale que les remarques de M. Mendeléef soient appliquables non pas à tous les corps des séries, mais seulement à un certain nombre d'entre eux.

D autre part, pour combler les vides de chaque famille on y a intercalé des éléments qui lui sont manifestement étrangers,comme le molybdène entre le sélénium et le tellure, le tungstène et l'uranium qui sont placés à la suite ; à la série du lithium on a ajouté l'hydrogène en tête et à la fin le

cuivre, puis Targent, puis l'or ; tout ceci, dit M. Berthelot, (Orig. de l'alchimie, 310) touche à la fantaisie.

Grandes périodes. — Nous avons signalé Texistence d'un huitième^^roupê"renfermant des métaux dont les poids atomiques diffèrent peu les uns des autres. M. Mendeléef place Tor, l'argent et le cuivre à la fois dans ce groupe et dans le premier ; dans celui-ci, parce qu'il regarde la forme de leurs combinaisons inférieures comme les rangeant à la suite de l'hydrogène et du sodium ; dans le huitième, parce que, quoique la forme limite de leurs oxydes n'atteigne pas le type R'OS ce groupe renferme des corps tels, que les oxydes de chaque série paire contiennent de moins en moins d'oxygène à mesure que leur poids atomique augmente. Cette particularité de trois éléments constituant à la fois le dernier terme d'une série paire et le premier de la série impaire suivante, jointe à ce fait que les ressemblances entre éléments sont plus intenses quand on compare entre eux ceux qui se correspondent, soit dans les séries paires, soit dans les séries impaires, alors qu'il n'y a que de faibles analogies entre les membres correspondants de deux séries consécutives, ont suggéré à M. Mendeléef l'idée que les petites périodes pourraient bien n'être que des fragments de périodes plus grandes formées par l'union d'une série paire avec une série impaire reliées entre elles par les corps du huitième groupe ; et laissant de côté les deux premières séries, les éléments typiques, il a constitué les grandes périodes suivantes de 17 membres :

Rb= 85

Ca =40

Sr= 87

Ra»137

Yt = 82?

Di = 138

Er = 178

Ti =48

Zr = 90

Ce -140

La = 180

Tti = 231

Va =51

Nb= 94

Ta = 182

Cr =52

Mo= 96

Tu = 184

Ur = 240

Mn = 55

Fe =56

Ru = 104

Os = 195

Co =59

Rh=104

Ir = 197

Ni =59

Pd =106

Pt=198

Cu Zn

As Se Br

Ag Cd In Sn Sb Te

Au= Hg = Tl = Pb = Bi =^

Ces grandes périodes (*),qui commencent par un métal pour finir par un métalloïde, rappellent la classification électrochimique de Berzélius, à cela près que chaque période semble former une série absolument distincte des autres, les premiers et les derniers termes ayant des caractères bien tranchés. Cependant, M. Mendeléef n'admet pas qu'il en soit ainsi ; il regarde la « série des éléments comme ininterrompue et représentant jusqu'à un certain degré une fonction en spirale. »

Éléments atomanaiogues. — Quoi qu'il en soit, M. Mendeléef considère la place d'un élément dans le système des petites périodes comme tout à fait déterminée par son poids atomique et la forme supérieure de son oxyde : si R est un élément placé dans une série entre deux autres éléments X et Y, si R' et R" sont les éléments qui lui correspondent dans les séries de même degré (paires ou impaires) qui précèdent et qui suivent celle à laquelle R appartient, la position de H sera définie par le schéma :

(1) — : Ce 80Dl là les périodes de M. Mendéleef. On pourrait les compléter ea ajoutant à la première le Gallium (70) et le Germanium (72,4) ; à la quatrième le Tbulium (171) et rYtlerbiuro (173); il faudrait d'autre part y substituer : Titane <50) ; Cuivre (63,3) ; Sélénium (79,4) ; Strontium (87,7) ; Yttriiim (89) : Indium (113,4); Antimoine (120); Tellure (127,9) ; Erbium (166); Lanthane (138); Osmium (199); Iridium (198); Platine (197); Or (197). ce qui modifierait Tordre, puis (aire passer le Vanadium (102,6) de la l'« à la 2* période; le Cérium (92) de la 3* à la 2*; le Néodyme (93,8) et le Praséodyme (95,8) entreraient dans la 2*, tandis que le Didyme disparaîtrait de la 3* ; avec 40 comme poids atomique, l'Argon se superposerait au Calcium, en prenant 20 pour ce poids il rentrerait dans les éléments typiques.

468 t^TROOUCtlON A L^éîUDB DES MBTAUX

avec la relation approximative R" — R = R — R', chacune de ces diflérences étant voisine de 46 ;'la position du sélénium, par exemple, sera définie par :

Ph S Cl As Se Br Sb Te I

M. Mendeléef appelle éléments atomannlogues du sélénium,

le soufre, Tarsenic, le brome et le tellure qui l'entourent

immédiatement, et il regarde le poids atomique d'un élément

comme la moyenne des poids atomiques des éléments atomana-

logues ; celui du sélénium sera ; =78(*),

nombre sensiblement égal à celui 79,4 que Texpérience a fourni.

Cette propriété a conduit M. Mendeléef à modifier certains

poids atomiques, en particulier celui du tellure qui, d'après

127 + 122 la position qu'il occupe, doit être égala =125("'

environ ; malheureusement Berzélius avait trouvé 128,3 et si les expériences faites de 1857 à 1898 par différents chimistes, avaient conduit à des nombres variant entre 124,7 et 127,9, celles plus récentes (1898) de M. Metzner, faites avec du Tellure d'une pureté exceptionnelle, ont confirmé la valeur 127,9. Non seulement la position d'un élément sera définie comme on vient de le dire, mais le savant auteur admet de plus que les propriétés de cet élément seront une sorte de moyenne entre celles de ses atomanalogues, de telle sorte qu'il devient possible d'indiquer approximativement le poids atomique et les propriétés des corps simples inconnus dont la place est marquée par les vides qui subsistent dans les diverses séries. L'expérience a confirmé ces vues ; dans le troisième groupe et la cinquième série, il existe un vide entre le zinc et l'arsenic; M. Mendeléef a nommé ekdaiuminium le corps qui doit remplir cette place ; il a écrit que son poids

(A) — Avec les nombres actuellement adoptés : — ^ ^~ ^ -• 78,75.

(2) — Avec les nombres actuellement adoptés : — 123,5.

atomique serait 68, que son oxyde serait un sesquioxyde ; que l'acide sulfhydrique précipitera de ses dissolutions un sesquisulfure insoluble dans les sulfures alcalins ; que le métal s'obtiendra facilement par voie de réduction ; qu'il sera facilement fusible, mais presque fixe et non oxydable au contact de l'air ; que sa densité sera 5,9, celle de son oxyde environ 5,5 ; qu'enfin cet oxyde, soluble dans les acides énergiques, formera un hydrate amorphe insoluble dans l'eau, soluble dans les acides et les alcalis, et capable de constituer un alun plus soluble que celui d'aluminium. Ces propriétés s'accordent avec celles que M. Lecoq de Boisbaudran a reconnues au gallium qui fond à 30*,1, dont la densité est 5,96 et le poids atomique 69,8. De même le scandium est venu occuper à l'intersection de la quatrième série et du troisième groupe la place de l'élément hypothétique que M. Mendeléef avait appelé ekabore en indiquant son poids atomique et ses propriétés principales ; le germanium, dont le poids atomique est 72,3 correspond à Vekasilicium de M. Mendeléef dans la cinquième série, entre l'arsenic et le gallium.

Malgré ces coïncidences remarquables, il n'en est pas moins vrai qu'en définitive, toutes ces relations numériques entre éléments d'un même groupe ne sont qu'approximatives ; les poids atomiques ne varient pas avec une régularité rigoureuse, et c'est peut-être là la cause des variations non régulières que l'on observe dans les propriétés des éléments. La loi périodique ne se présente à nous qu'avec un caractère vague, celui d'une généralisation empirique, et la relation entre les propriétés des corps et leur poids atomique, si elle existe, est vraisemblablement une fonction compliquée de plusieurs variables encore inconnues. La loi périodique semble mettre en évidence la périodicité du rapport entre le poids atomique et la forme de la combinaison des éléments ; mais même réduite à ces termes, elle ne rend pas compte de l'existence de certains composés. M. Mendeléef a exagéré la valeur de cette propriété mjal définie, qu'il appelle la valeur limite de combinaison d'un élément, et qui parait être une sorte d'atomicité déguisée ; les types limites RX, RX-, RX^ ne rendent compte que d'un certain nombre de composés dans

les trois premiers groupes. Au premier, les polysulfures alcalins se rapportent aux types RX*, RX*, RX*, les peroxydes à RX*, RX*, les periodures à RX' ; au second groupe, les peroxydes des métaux alcalino-terreux correspondent non à MO, mais à MO* ou M*0* ; dans le troisième l'oxychlorure de bore répond au type RX\ le fluoborate de potasse à RX^ comme formes limites de combinaison, etc.. Les partisans de la loi périodique ont essayé de tourner la difSculté en supposant qu'on peut étendre aux trois premiers groupes les variations régulières que présentent les combinaisons hydrogénées dans les quatre derniers, et prolonger jusqu'au premier groupe la remarque de M. Mendeléef, que, du huitième au quatrième groupe, les hydrates contiennent le même nombre d'atomes d'hydrogène que les composés hydrogénés correspondants. Malgré ces hypothèses, les hydrates, les fluosilicates, les fluotitanates. etc., demeurent en contradiction avec le principe de la limite supérieure de combinaison, et montrent bien qu'on ne peut tirer aucune conclusion rigoureuse de cette propriété qui ne parait pas susceptible d'être définie avec précision.

Il est impossible enfin de ne pas signaler à l'attention du critique et du philosophe, l'artifice commode à l'aide duquel les auteurs du système sont parvenus à y comprendre non seulement tous les corps connus, mais aussi tous les corps possibles ; cet artifice consiste à former le tableau avec des termes qui ne diffèrent pas, en somme, de plus de deux unités, termes assez resserrés pour que nul corps nouveau, quel qu'il soit, ne puisse tomber en dehors des mailles du filet ; la chose est d'autant plus assurée, que les différences périodiques, ou raisons de la progression, comportent souvent dans leurs applications aux poids atomiques connus, des variations de une à deux unités. Il y a là, comme partout d'ailleurs, un à peu près perpétuel qui jette quelque ombre sur tout le système ; il ne s'agit plus ici des fractions d'unité qui séparent les uns des autres les multiples de l'hydrogène, et qu'on a objectées à l'hypothèse de Prout et de Dumas ; nous constatons cette fois des écarts bien plus grands dont aucune explication théorique n'a été donnée, et qui ôtent aux

nouveaux rapprochements une grande partie de leur valeur philosophique. En tolérant de pareils écarts, et en multipliant suffisamment les termes réels ou supposés des comparaisons, il sera toujours facile aux partisans d'un système, quel qu'il soit, de se déclarer satisfaits. Aussi doit on se garder d'attacher une valeur scientifique trop grande à des cadres si élastiques ; on doit surtout éviter de leur attribuer les découvertes passées ou futures auxquelles ils ne conduisent point en réalité d'une manière précise et nécessaire, et il faut se garder aussi de voir là les lois fondamentales de la chimie, et les bases de sa certitude (Berthelot : Origines de l' alchimie 309-312). Ainsi, nous le voyons, aucune des tentatives faites pour arriver à une classification rationnelle des corps simples n'a pu aboutir, aucun des principes sur lesquels on a essayé de baser une telle classification n'a permis d'arriver à un résultat satisfaisant.

Impossibilité d'une classification naturelle. — Il semble d'ailleurs qu'en l'état actuel de nos connaissances, il ne soit pas possible d'arriver à autre chose qu'à constituer des groupes plus ou moins naturels, mais incomplètement définis et mal délimités. Sans deute, les corps que nous appelons simples constituent parmi les formes de la matière un ensemble tout particulier de substances qui se trouvent rapprochées par une constitution intime différente de celle des corps composés, mais cependant cette différence ne va pas jusqu'à en faire des êtres d'une nature exceptionnelle ; les corps simples, tout comme les corps composés, ne sont que des formes d'une matière pesante unique, formes caractérisées par leur poids atomique ou leur poids moléculaire qui définit en eux le poids de substance capable d'entrer en combinaison, et par la nature de leur mouvement particulaire. Ces deux qualités dominent de haut toutes les propriétés de la matière, et s'il est commode de rattacher aux corps simples tous les composés auxquels ils peuvent donner naissance, comme, dans un ordre d'idées plus restreint, il est commode de rattacher aux carbures d'hydrogène un grand nombre de composés organiques, cela ne parait pas nécessaire.

Parmi les composés eux-mêmes, il existe des substances tout à fait à part, et quoiqu'elles ne présentent pas dans leur chaleur spécifique les particularités de haute importance que nous avons signalées comme appartenant aux éléments, il n'en est pas moins vrai qu'elles se conduisent en général comme eux ; que dans une classification naturelle, il serait bien difficile de songer à placer le cyanogène ailleurs qu'auprès des éléments halogènes, l'ammonium ailleurs qu'auprès des métaux alcalins, et de ne pas reconnaître que beaucoup de radicaux organo-métalliques se comportent comme de véritables métaux. Et cependant, cyanogène, ammonium, radicaux, ne sont pas des éléments au sens ordinaire du mot ; nous savons les décomposer en autres substances dont le poids est le même que celui de la matière employée, ce qui n'a pu être fait pour aucun élément proprement dit.

D'autre part, dé ce que deux éléments sont analogues, il n'en résulte pas nécessairement que tous les composés que l'on y rattache doivent présenter entre eux les mêmes rapports d'analogie, lors même qu'ils possèdent des compositions semblables ; nous admettons qu'il en doit être ainsi, mais rien ne rend cette condition obligatoire. S'il s'agit de deux métaux analogues, le fer et le manganèse, par exemple , il serait certainement d'un très grand intérêt de rencontrer la même relation, le même parallélisme entre leurs oxydes, leurs chlorures, leurs sulfates, leurs azotates, etc.; mais il n'en est pas nécessairement ainsi et, en général, il n'en est pas ainsi ; et comme au fond tous ces sels ne renferment plus ni fer ni manganèse, que ce sont des formes matérielles qui ont une individualité propre tout en gardant les traces de leur origine, on conçoit que, suivant que ces traces seront plus ou moins profondes, les rapports d'analogie qu'ils présentent puissent être plus ou moins étroits, et surtout plus ou moins semblables à ceux qu'offraient entre eux les métaux considérés.

En définitive, nous voyons bien qu'au fond, toutes les formes de la matière pesante sont définies de la même manière et que si/parmi.- elles, les éléments actuels occupent une place spéciale exigée par certaines propriétés qui semblent n'appartenir qu'à eux, ils ne sortent pas du rang pour cela; tout près

d'eux vieDDeot prendre place, malgré les différences qui les distinguent, certains composés comme Tammbnium et le cyanogène.Âu commencement du siècle,la chaux et les alcalis,qui avaient résisté à tous les moyens, alors connus, de décomposition, étaient regardés comme des substances d'une nature spéciale ; telle découverte, analogue à celle de la pile, peut surgir d'un moment à l'autre, conduire à la destruction des corps réputés simples et, ouvrant aux chimistes de nouveaux horizons, faire disparaître la ROtion actuelle d'éléments en rendant ceux-ci comparables à l'ammonium et au cyanogène, à cela près cependant qu'ils se montreront constitués d'une tout autre manière et décomposables par des procédés tout à fait différents.

La chimie nous met en présence d'un nombre énorme de corps qui diffèrent entre eux par leur poids moléculaire et leur force vive intérieure, c'est-à-dire en présence de formes diverses de. la matière pesante, dont les unes sont voisines des autres, tandis que certaines s'écartent beaucoup entre elles ; au fond, toutes existent au même titre, et c'est peutêtre une illusion d'espérer trouver un jour la loi suivant laquelle se classent ces formes dont le nombre est vraisemblablement illimité. Peut-être constituent-elles simplement les anneaux d'une chaîne immense, anneaux caractérisés par le poids moléculaire de la matière qui les constitue, et représentant chacun^ à lui seul, un système dont tous les éléments n'auraient de commun que le poids moléculaire, leurs autres propriétés variant entre des limites plus ou moins resserrées ; chaque anneau contiendrait l'ensemble des aspects que peut revêtir une même forme, aspects dont rien non plus ne limite le nombre, et dans lesquels le poids moléculaire demeurant invariable, la quantité de matière pesante comprise sous l'unité de volume varie entre certaines limites, entraînant avec elle des modifications corrélatives dans l'ensemble des propriétés ; on conçoit que toutes ces qualités variables ne puissent former les assises d'une classification naturelle. La nature et la quantité du mouvement dont les particules des corps sont animées, la masse de ces particules, c'est-à-dire le poids moléculaire, paraissent

474 INTRODUCTION A l'ÂTUDB DES MÉTAUX

être les deux données fondamentales qui caractérisent les diflérents corps, et c'est dans la connaissance de ces données seules qu'il peut être possible de trouver les bases d'une classification naturelle en dehors de laquelle nous ne pouvons constituer que des groupes non homogènes et incomplètement délimités.

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