DES COMPOSÉS CHIMIQUES

Les lois (les phénomènes physiques peuvent être déterminées, mais comme on en ignore les causes profondes, leur interprétation varie nécessairement. Si les faits ne changent pas, leurs explications se modifient fréquemment. Une grande théorie acceptée est appliquée immédiatement à l'interprétation des faits connus.

La doctrine de la conservation de Ténergie a paru pendant cinquante ans pouvoir fournir la clef de tous les phénomènes. C'est à la théorie des électrons que semble devoir être bientôt réservé ce rôle.

En raison de Timportance prise aujourd'hui par les idées régnantes sur la structure atomique de Télectricité, il' ne sera pas sans intérêt de montrer leur genèse.

Les dogmes nouveaux ne sont spontanés qu'en apparence. Ceux que séduit la récente croyance apprécient surtout sa nouveauté, alors qu'elle est, en réalité, très ancienne. Son historique, généralement oublié par les livres, montre comment se forment certaines idées et la lenteur de leur évolution.

C'est à l'illustre Davy, et vers le commencement du dernier siècle, que remonte Torigine des idées actuelles sur la dissociation électrique qualiGée actuellement d'ionisation. Ayant fait passer le courant d'une pile à travers de la potasse et vu le potassium se rendre à l'un des pôles et l'oxygène à l'autre, il en conclut avec raison, mais beaucoup trop tôt, que les deux éléments d'une combinaison sont chargés d'électricités différentes, neutralisées par la combinaison. L'affinité, qui rapproche les éléments des corps et les associe, aurait pour origine l'attraction des électricités contraires. On ne dit guère autrement aujourd'hui.

C'est sur Thypothèse de Davy que Berzélius fonda la théorie dualistique qui domina la chimie pendant trente ans. Les composés dits, binaires, tels que les acides et les oxydes, étaient formés d'un élément électro-négatif uni à un élément électro-positif par Tattractioti de leurs électricités oppoisées. Les composés dits ternaires, c'est-à-dire les sels, provenaient de la combinaison d'une base électro-positive avec un acide électro-négatif.

La théorie dualistique s'évanouit quand Dumas, Laurent et Gerhard découvrirent le phénomène des substitutions et montrèrent que dans un composé un élément électro-négatif peut être remplacé par un élément électro-positif sans changer sensiblement ses propriétés. L'acide trichloracétique, par exemple, est de l'acide acétique dans lequel trois atomes de chlore (élément électro-négatif) ont remplacé trois atomes d'hydrogène (élément électro-positif). Les conceptions pourtant si justes de Davy et de Berzélius furent alors abandonnées pour longtemps.

Leur renaissance est la conséquence des recherches de l'illustre Faraday. Vers 1830, il découvrit les lois de Télectrolyse et mesura la charge électrique abandonnée par les corps aux pôles de la pile quand ils sont décomposés par le courant électrique. Il constata qu'une solution d'un sel traversée par le courant se décompose en deux éléments, chargés d'électricités contraires, qui se rendent aux deux pôles. Cette opération, dont le résultat est de résoudre les corps composés en leurs éléments, s'appelle, on le sait, éïectroiyse ; les corps capables de subir une telle séparation sont dits électrolytes ; les produits da la décomposition constituent des ions. Les corps simples considérés par définition comme indécomposables ne pouvaient évidemment être des électrolytes et, par conséquent, fournir des ions. Ce dernier point était fondamental.

Après avoir constaté l'énorme charge électrique — 96,600 coulombs pour un gramme d'hydrogène — que portent les éléments séparés par Télectrolyse et l'égalité de cette charge pour tous les atomes des corps équivalant l'un à l'autre dans leurs combinai^ sons chimiques, Faraday admit, confirmant ainsi l'idée de Davy et de Berzélius, que les phénomènes chimiques ne sont que des phénomènes électriques, c'est-à-dire des déplacements d'électricité. « Les nombres représentant les poids équivalents des corps, dit-il, représentent simplement les quantités de ces corps contenant d'égales quantités d'électricité. L'électricité détermine les nombres équivalents parce qu'elle détermine les forces de combinaison. En adoptant la théorie atomique, nous dirons que les atomes des corps équivalant l'un à l'autre dans leurs combinaisons chimiques portent les mômes charges d'électricité... C'est la quantité d'électricité associée avec les divers atomes qui constitue l'affinité chimique » *.

Les idées les plus récentes représentent simplement l'adoption et l'extension des]vues de Faraday. Aujourd'hui la théorie de l'ionisation règne sans rivale ; elle a enfanté une nomenclature chimique nouvelle où les propriétés des corps s'expriment en fonction de leurs charges électriques et non plus, comme le voulait Berthelot, en fonction de leurs propriétés thermiques.

La thermo-chimie est un peu envisagée aujourd'hui comme une doctrine en voie de disparaître. On considère maintenant l'étude des réactions électriques des corps, beaucoup plus iiïiportante que celle de leurs réactions thermiques. Les charges électriques et la façon dont elles se distribuent engendreraient toutes

1. J'ai traduit aussi littéralement que possible ce passage qui contient en réalité toutes les idées actuelles. Il est emprunté au livre célèbre de Faraday, Electrical Besearches in Electriciiij et a été reproduit par W. Crookes dans un mémoire, {Procedings oflhe Royal Society, mars 1902.)

104 l'évolution des ^orceô

les propriétés des corps et les réactions que leurs combinaisons présentent.

La théorie actuelle de Tionisation peut se résumer dans l'énoncé suivant qui ne fait que répéter exacte* ment, d'ailleurs, les idées de Faraday : Les corps sont composés d'éléments ou ions chargés, les uns d'électricité positive, les autres d'électricité négative et réunis d'abord à l'état neutre. Sous l'influence du courant de la pile, la molécule neutre se dissocie en éléments positifs et négatifs qui se rendent aux pôles de noms contraires. La décomposition d'un sel neutre peut se représenter par une équation telle que

celle-ci : N03K = NÔ^-L-K.

Quand un ion quitte une solution pour se précipiter sur une électrode chargée d'électricité de signe contraire, en raison de l'attraction qui s'exerce entre deux charges électriques opposées, il s'y neutralise, ce qui veut dire qu'il reçoit de Télectrode une charge exactement égale, mais de signe contraire à celle qu'il possédait. Pour connaître cette quantité, pour savoir, par exemple, la charge électrique des atomes de 1 gramme d'hydrogène, il n'y a qu'à mesurer avec des instruments convenables la dépense d'électricité nécessaire pour neutraliser, les ions mis en liberté.

Dans la période de l'histoire de l'ionisation que nous venons de tracer sommairement, on admettait que la dissociation des éléments des corps en ions chargés d'électricité pouvait se faire seulement sous l'influence d'un courant électrique, mais on devait bientôt aller plus loin.

Adoptant les idées théoriques émises par Clausius, Arrhénius admit que le courant électrique n'était nullement nécessaire pour produire la dissociation des composés en ions. Dans les dissolutions étendues, les corps dissous seraient séparés en ions par le seul fait de la dissolution. Lorsqu'on y plonge les électrodes

d'une pile, les ions seraient attirés par elles, les ions positifs par le pôle négatif et les ions négatifs par le pôle positif.

D'après cette théorie, très hypothétique, évidemment, mais qui a été admise parce qu'elle facilite beaucoup les explications, une solution étendue d'un sel métallique contiendrait tout autre chose que ce sel. Une solution étendue de sel marin, par exemple, ne contiendrait pas du tout le chlorure de sodium que nous connaissons. Il contiendrait des ions chlore et des ions sodium en liberté.

Ce chlore et ce sodium à l'état d'ions différeraient beaucoup des substances connues sous ces noms, puisque le sodium de nos laboratoires ne peut être introduit dans l'eau sans la décomposer. La différence tiendrait à ce que, dans l'ion chlore et Tion sodium, les électricités sont séparées, alors qu'elles sont neutralisées dans les substances connues sous les mêmes noms.

Toutes ces théories et les expériences d'où elles dérivent nous montrent que l'électricité est de plus en plus considérée comme le facteur essentiel des propriétés des corps. De leur charge électrique résulteraient ces dernières. L'activité chimique d'un acide et d'une base serait la simple conséquence de la proportion d'ions qu'ils contiennent. Un acide fort comme l'acide sulfurique renfermerait beaucoup d'ions libres, et un acide faible comme l'acide acétique, très peu. Les réactions chimiques sont de plus en plus envisagées maintenant comme de simples réactions d'ions. L^atomicité ou valence, c'est-à-dire l'aptitude des atomes à s'unir à un nombre plus ou moins grand d'autres atomes de divers corps, dépendrait de leur capacité de saturation électrique. C'est ainsi, par exemple que, dans un sel comme le chlorure de zinc (Zn CP), l'atome zinc, en raison de la grandeur de sa charge positive, peut équilibrer deux ions négatifs de chlore.

Telle est la théorie actuelle. Il est bien probable que les choses se passent moins simplement, peutêtre même très différemment, mais quand une explication cadre à peu près avec des faits connus, il est sage de s'en contenter.

La théorie des électrons, d'après laquelle le fluide électrique serait composé d'un agrégat de particules de grandeur déflnie, est une conséquence directe des vues qui précèdent, et ne pouvait que les préciser encore. Cette théorie, qui remonte à Helmholtz et fut développée par Lorenz, explique, elle aussi, les compositions et décompositions chimiques par l'aptitude des atomes à acquérir ou à perdre des électrons. Leur degré de valence dépendrait du nombre des électrons qu'ils peuvent perdre ou capter. Ceux qui, comme les atomes de l'hélium et de l'argon, sont trop. stables pour en acquérir ou en perdre, ne peuvent former aucune combinaison. Toutes les forces chimiques auraient une origine électrique. L'affinité ne reconnaîtrait pas d'autre cause. C'est exactement ce que disait Faraday et ce qu'avait soutenu Davy.