THÉORIE ATOMIQUE

Faiu fonda- Des fails analyses dans les livres précédents ressorlent les consé-

mentaux déjà . .

démontrés, queiices suivantes :

i° La matière est continuellement en mouvement, son agitation se manifeste sous la forme de calorique. C'est cette agitation et cette tendance à se diffuser provenant du mouvement qui constitue dans les molécules matérielles la force répulsive et désunissante, dont l'activité augmente à mesure que Tétat d'isolement des molécules devient plus grand, et que les masses sont réduites à de moindres dimensions.

ÉUier 2^ Outre la matière palpable et sensible, existe, disséminée dans

dansicipace. j'ggpg^^jg gj. jgj^g jgg ^orps, uuc substaucc subtilc qui directement

échappe à nos sens, mais dont nous percevons très-nettement les effets à câuse des modifications qu'elle imprime à la matière pesante. Cette substance se manifeste à nous spécialement sous la forme des mouvements nommés radiations. Sa matérialité et son inertie sont démontrées par l'échange de travail qui s'accomplit souvent entre elle et la matière pesante. Étiicr dans 3^ Au sciu dcs corps poudérablcs se manifeste un autre genre de mouvement; c'est celui d'une matière extrêmement subtile, qui tantôt coule comme un fluide, tantôt s'accumule en tension à leur surface, ou, pour parler plus exactement, s'accumule en tension là où existe une discontinuité de faculté conductrice entre deux sub* stances, tension qui augmente quelquefois jusqu'à ébranler et désagréger les molécules. La matière en question pénètre tout ; elle concourt à la formation de tous les corps, si bien que^ quoiqu'on rappelle d'un autre nom, on doit cependant la regarder comme n'étant autre que Téther. Il est complètement inutile d'imaginer deux espèces de matières subtiles pour expliquer les difTérences^ qui, sous le rapport des propriétés optiques et électriques, séparent les substances en transparentes ou isolantes, et opaques ou

les corps.

stuucture de» corps. 515

conductrices , car ces différences tiennent non à une diversité de nature, mais à Tétat d'agrégation qui donne aux unes la faculté de propager les mouvements dans le sens transversal, et aux autres dans le sens longitudinal*. Enfin, les changements d'équilibre dans l'étlier déterminent souvent l'agitation de la matière pesante : de là les attractions et les répulsions électriques. Demandons-nous maintenant si les principes à l'aide desquels, Extension de

,. . T f 1 1 j t. • ^ ces principes

jusqu ICI, nous avons explique un grand nombre de phénomènes naturels, sont encore applicables aux autres forces qui gouvernent la matière, savoir la cohésion, l'affinité chimique et la gravitation. Déjà, dans le cours de cet ouvrage, nous avons esquissé quelques vues théoriques relativement à ces questions délicates, mais c'étaient de simples conjectures qu'il nous faut maintenant développer et soumettre à une analyse critique. En premier lieu, examinons la valeur d'une hypothèse qui, pour n'avoir pas été formulée nettement jusqu'ici, a été cependant admise d'une manière implicite : la matière est-elle ou non formée de particules discontinues?

Les corps d'après leurs caractères les plus essentiels, §e pré- impfnéu-abisentent à nous comme un ensemble de forces. La principale, la matière. la plus fondamentale de toutes ces forces, est celle de résistance ou d'impénétrabilité ; c'est elle qui, entrant en jeu toutes les fois qu'un corps change d'état, ou qu'il passe du repos au mouvement, ou du mouvement au repos, en manifeste Vinertie, Lorsque cette force agit dans une étendue figurée^ elle définit à proprement parler un corps. Les physiciens regardent les objets comme une réalité extérieure, et admettent comme un fait la communication du Commonicamouvement d un corps a un autre par le contact au moms appa- mouTcmcnt. rent. Nous disons apparentj car nous n'ignorons pas que quelquefois les corps dans le choc se déplacent, même lorsqu'ils restent à distance quelquefois mesurable. Ainsi une boule de verre peut déplacer un plan de la mémo substance lorsque des anneaux colorés sont encore visibles, et, qu'au centre, il n'y a pas de contact absolu. Nous ne discuterons pas ici les causes de ce phéno-

* Une objection a élé faite à cette division : les verres noirs sont isolants et ne It^ans^ mettent pas le courant, donc elle est incomplète. La réponse a été depuis longtennps donnée par Melloni, qui prouva que la chaleur obscure traverse les verres et les quartz noirs. L'opacité ne doit pas se limiter aux rayons qui affectent Tœil, mais à toutes les radiations.

mène, nous ne chercherons pas davantage si ce contact absolu est nécessaire, ni comment cela s'opère. Les physiciens ne se chargeront pas de résoudre ces questions en sens général, ni de savoir comment cela a lieu : ils veulent seulement réduire les autres faits à ce fait unique. Ainsi nous observons tous les jours des communications de mouvements qui en apparence se font i des distances considérables, comme, par exemple, la chute des corps, la circulation des planètes; le physicien se propose dès lors de réduire ces mouvements à ceux qui s'opèrent au contact, soit par l'intermédiaire de liens invisibles, soit par la poussée de fluides, etc. Quant aux nombreuses questions qui surgissent dans ce cas, sur la possibilité de cette communication du mouvement, sur cette transmission au contact absolu ou non, nous les considérons comme du ressort dumétaphysicien^ Ainsi il n'appartient pas à la physique de décider si les éléments sont simples ou non; disons plus, cela lui importe peu. Que l'atome primitif soit impénétrable et occupe l'étendue d'une sphère solide Je rayon défini, ou bien que ce soit un élément simple occupant le centre d'une sphère géométrique et agissant jusqu'à une distance de ce cen«> tre, de façon à produire l'impénétrabilité, pratiquement parlant les résultats sont les mêmes ; de telle sorte que la physique n'a pas qualité pour trancher cette question, c'est affaire de métaphysique.

Poronté. j|ais l'étendue occupée d'une façon sensible par le corps n'est pas réellement remplie tout entière de ce quelque chose qui le constitue que nous nommons matière, et dont nous mesurons la quantité par l'inertie, c'est-à-dire la masse. L'expérience permet dans plusieurs cas de rendre sensibles les lacunes considérables qui existent dans l'espace occupé par un corps, et, à défaut de l'observation, le raisonnement suffirait à prouver l'exîs- DUcoDiinuiié t^wcê d'intervalles vides très-multipliés qui sont les pores. Un des corps, corps cst douc en réalité un ensemble discontinu, alors même

' ' Cette déclaration que nous avons déjà faite plus d'une fois, a sans doute échappé aux personnes qui, critiquant nos idées, nous ont objecté que, dans les communicatioos du mouvement au contact, tout est tnystère. Répétons-le donc encore une fois, nous acceptons la communication du mouvement au contact comme un fait, et si nous cherchons À y ramener la transmission s'cfTectuant, comme l'on dit, i distance, c'est parce que le premier mode est plus facile à concevoir que Taulre.

qu^il s'offre n nous avec une continuité parfaite en apparence. On ne possède aucune donnée certaine sur la grandeur de cet espace vide. Quelques physiciens comparant la densité de Teau à celle du platine écroui, conclurent que dans l'eau le rapport du plein au vide devait être de 1 à 22 (Pianciani). Dans ces derniei*s temps, les travaux de Hirn sur la chaleur Tont amené à admettre, que la valeur de ce rapport était au contraire de 10 à 1. La décision de ce point touche de trop près à la constitution des éléments de la matière, pour que nous puissions la donner en ce moment. Mais les changements de volume que les corps éprouvent sous Tinfluence de la chaleur étant dus au mouvement moléculaire, prouvent irréfutablement la discontinuité de la matière car il ne saurait y avoir mouvement des parties de la matière, si elle n'est pas discontinue. Les parties indivisibles et les pores des substances sont Peiîies«e

' ' des atomes.

d'une telle ténuité qu'ils échappent complètement à nos sens; pour en donner une idée, nous rappellerons que les ondes lumineuses, jaunes, qui ont une longueur d'un demi-millième de millimètre, sont immensément plus grandes que les derniers éléments des corps. Dans certaines diatomées circulaires dont le diamètre égale la longueur de Tonde rouge, on peut compter sur cette ligne plus de cent cellules, dont chacune présente des étranglements et des renflements successifs, et est formée de parties renfermant un organisme composé lui-même de molécules de diverses substances *. D'autres végétaux et infusoires microscopiques ont une longueur moindre que celle d'une onde lumineuse, et cependant ils contiennent tous les organes nécessaires à leur nutrition et aux autres fonctions vitales.

Comment douter après cela, qu'il est à jamais impossible de déterminer les dimensions des dernières parties de la matière. Nous sommes entre deux infinis, l'infiniment grand des espaces célestes et l'infiniment petit des distances atomiques. Par induction nous concevons les atomes réunis en systèmes moléculaires à l'intérieur des corps, d'après ce que nous voyons habiluellement; et de même que dans le champ du télescope l'astronome voit une nébuleuse se résoudre en étoiles, dont chacune

* M. le comte Castraia: e a mesuré six mille cellules de Vamphipleitrn prUuciM sur la longu^'ur d'un millimèlrc !

518 COîfSTITUTION DE LA MATIÈRE.

est un soleil autour duquel circule un monde de planètes avec leur cortège de satellites, ainsi le microscope nous montre les molécules des corps formées d'agrégats et de systèmes atomiques d'ordre successivement plus élevé, bien que la proportion, entre les volumes des atomes et leurs intervalles, soit loin d'être la même que celle que nous observons entre les dimensions des mondes répandus dans l'espace infini, et les énormes distances qui les séparent. Ainsi notre œil nous fait défaut, malgré les puissantes ressources que l'optique met à sa disposition ; et le raisonnement est le seul moyen analytique que nous puissions utiliser.

Divers degrés Lorsqu'ou cousidère les divers degrés de la condition physique corapifcation ^B la matière, ({ui passe successivement à l'état solide, liquide, siomique. gg^^ux, OU uc peut échapper à cette persuasion que les systèmes moléculaires sont plus compliqués dans les solides que dans les liquides, et plus dans ceux-ci que dans les gaz, enfin de moins en moins dans ces derniers à mesure qu'ils sont davantage raréfiés, sans toutefois changer de nature chimique. À la suite de la disgrégalion physique, nous pouvons maintenant placer la dissociation chimique, régie par les mêmes lois que les changements d'état physique (H. Deville). Quand intervient ce mode de division, l'esprit se refuse à concevoir à quel degré de rareté la matière peut atteindre. Donc, il n'est pas étonnant que des écoles philosophiques aient regardé la matière comme constituée par une série de systèmes particulaires de plus en plus simples, autrement dit de fluides successivement plus atténués, sans qu'on puisse assigner de terme empirique à leur atténuation.

Cependant la raison nous dit que la matière n'est pas divisible à l'infini, que sa désagrégation doit avoir un terme : 8*il est facile d'affirmer la continuité de la matière, il est impossible de concilier cette hypothèse avec les phénomènes du mouvement. Par suite, aussi éloigné qu'on suppose le dernier terme de l'atténuation de la matière, celle-ci est toujours en définitive formée de volumes Atomes discontinus. L'étude de la lumière et de réiectricité nous a conduit a regarder comme infiniment probable que Téther n'est autre que la matière elle-même parvenue au plus haut degré de ténuité, à cet état de rareté extrême que Ton nomme état alorai-

STRUCTURE DES CORPS. 51d

que. Par suite, tous les corps ne seraient en réalité que des agrégats, des atomes- mêmes de ce fluide.

Mais ce n'est là qu'une hypothèse, et rien n'empêche qu'il y ait deux ou même plusieurs espèces d'atomes primitifs, les uns qui constituent l!éther, les autres qui forment les corps pesants. Que Ton adopte celte manière de voir ou la précédente, toujours est-il qu'on est forcé de reconnaître les corps comme composés de molécules distinctes. Cette doctrine n'a rien que de très-rationnel, en outre elle découle spontanément de tous les faits observés ; cependant elle a été vivement attaquée, si bien que nous croyons nécessaire de montrer qu'elle est en parfait accord avec l'observation. L'examen optique et le toucher étant impuissants à nous donner les moyens d'asseoir notre décision, ce sera à la chimie qu'il faudra demander les données nécessaires pour établir nos raisonnements.

Quand les chimistes eurent reconnu que les corps hétérogènes * Théorie se combinent toujours suivant des proportions déterminées ^ ih ' cWinutes." admirent bien vite que la matière était composée de corpuscules différents les uns des autres par le volume et par le poids ; lesquels se combinaient entre eux en nombre toujours très-simple et suivant des rapports peu nombreux, spécialement dans les combinaisons minérales inorganiques. Ces corpuscules furent nommés par la plupart des chimistes, atomes, et cela uniquement pour la simplification du langage, car ils regardaient leur division comme possible et ils se servaient du même mot pour désigner ceux .qui manifestement étaient composés. Certains savants plus scrupuleux, voulant éviter Tantilogie des termes, abandonnèrent le nom d'atome et lui substituèrent celui à*équivale7it, lequel était indépen- Équivalente. dant de toute idée théorique et représentait seulement le rapport des poids suivant lesquels les substances se combinent et se stibsti'tuent Vune à Vautre d^une façon équivalente. Théoriquement l'équivalent défini et multiple n'est explicable qu'en supposant la matière composée de centres distincts et simples. Que ces centres soient physiquement divisibles ou non, toujours est-il que, pour nos moyens d'action, ils sont tout à fait insécables. On croit assez généralement que l'on outrepasse les justes limites de la théorie en s'élevant des équivalents aux atomes, mais c'est à tort ; le fait

d*équivalence est purement une donnée expérimentale, et la constitution atomique est la déduction logique de ce même fait. L'expérience, qui a pu prononcer sur le premier point, ne pourra jamais rien décider relativement au second, parce que Tœil ne verra jamais les atomes, de même que les doigts ne les toucheront jamais. Du reste la loi des proportions définies n*est pas la seule qui mérite de fixer notre attention; et nous avons déjà dit (liv. I, ch. xm), que la loi des chaleurs spécifiques prouve de la façon la plus péremptoire que, non-seulement les corps sont formés suivant des proportions définies, mais que leurs atomes élémentaires ont une capacité de mouvement thermique déterminée, et la même remarque convient encore aux équivalents électriques, oi de Prout. Aux faits primitivement connus par les chimistes s'en sont ajoutés d'autres, découverts depuis peu, qui ont apporté un nouvel , appui -à la théorie atomique. C*est ainsi qu'un examen comparatif des poids équivalents des diverses substances conduisit le docteur Prout à les considérer tous comme des multiples de réquivalent de rhydrogène. La loi de Prout permettait de calculer les nombres proportionnels des corps simples avec toute l'exactitude qu'exigeaient les calculs de la chimie industrielle, et même ceux des analyses assez délicates. Mais Berzelius, déterminant à nouveau les poids des équivalents avec toute la précision qui caractérise son œuvre scientifique, reconnut que ces valeurs n'étaient pas exactement multiples les unes des autres. M. Stas serait arrivé dernièrement à la même conclusion.

Opinion De là dcux vucs systématiques diamétralement opposées sur les

et su», conditions élémentaires delà matière^ Pour Berzelius, chacun des corps simples de la chimie minérale est un être distinct tout à fait indépendant des autres ; les molécules des divers éléments n'ont d'autres propriétés communes que celles qui appartiennent à la matière en général, savoir : stabilité, immutabilité, inertie, etc. , et il y aurait autant de matières distinctes que d'éléments chimiques. Or cette théorie elle-même peut, à la rigueur, conduire à assigner aux corps une constitution purement dynamique, c'est-à-dire à les envisager comme un agrégat de forces sans support matériel.

• Duma», C. /?., t. XLV, p. 7H, ann. 1857.

La relation trouvée par Prout permet, au contraire, de regarderies corps comme formés par la condensation d'une matière unique, l'hydrogène, par exemple, en supposant vraie l'exactitude de la loi et l'unité de poids bien choisie, ou autre élément dont Thydro* gène serait un multiple lui-même.

De plus, comme certains corps doués de propriétés différentes ont des équivalents égaux, on est conduit à admettre que des quantités égales de cette matière unique pourraient constituer des éléments de même poids, mais ayant des propriétés dissemblables, à cause de la diversité d'arrangement des parties constituantes. Quant aux corps, dont l'équivalent est multiple de celui d'un autre, ou égal à la moyenne des valeurs appartenant à deux autres, rien n'empêche de regarder leur molécule comme formée de deux demi- molécules de ces derniers.

Enfin, on reconnaît aisément que plusieurs équivalents miné- Analogie raux peuvent être formés, suivant des lois semblables à celles trou- les composés vces pour les radicaux des composés organiques. Dételle sorte •'^'B'»"'*!""que la théorie de Prout assimile les prétendus radicaux simples de la chimie inorganique aux radicaux organiques, dont la composition est parfaitement reconnue ; les premiers différant des seconds seulement par une stabilité infiniment plus grande, et résistant à cause de cela à tous nos procédés d'analyse.

La question ramenée à ces termes a été examinée par Dumas ; des expériences rigoureuses lui ont montré que la loi de Prout se vérifiait constamment, sauf deux exceptions présentées par le chlore et le cuivre; les nombres équivalents de ces deux corps simples sont fractionnaires, on trouve pour le chlore 55,5, et pour le cuivre, un nombre compris entre 31 et 32. On a signalé en outre des irrégularités dans l'équivalent de quelques autres substances, mais comme il s'agit là de corps très-rares, on peut croire à des erreurs d'expérience, tandis que dans le cas des deux corps simples, dont nous avons parlé, le doute n'est pas possible ; la loi de Prout est en défaut. Or l'illustre chimiste pense que ces anomalies n'autorisent pas à rejeter la loi ; elles indiquent seulement' qu'il faut abaisser le poids pris comme unité, et modifier comme il suit la formule de Prout; tous les corps simples ont un poids atomique multiple de celui d'un certain corps jusqu'ici in-

Aiomo primitif.

Composition des atomes iixiéroropo-

Circonspection à apporter dans ces

rochcrches.

connu, et dont l'équivalent serait seulement 0,5, c'est-à-dire la moitié du nombre proportionnel de Thydrogène. Ainsi la loi de Prout est vraie en elle-même, mais il convient de changer Tunité adoptée tout d'abord. Comme il est peu probable que l'atome d'hydrogène soit l'atome simple de la première création, on n'hésitera pas à admettre la modification apportée par Dumas à Ténonce primitif . Que l'hydrogène ne soit pas l'atome primitif, on pourrait le déduire de ce qu'il a réellement tous les caractères des métaux. Berzelius avait déjà obtenu l'alliage du mercure avec Yammonium. Graham vient d'obtenir l'alliage en proportions définies du palladium avec l'hydrogène, qu'il appelle hydrogenium. Passons au second point : un coup d'œil jeté sur la table des poids atomiques nous apprend aussitôt que, pour plusieurs corps, leurs valeurs sont multiples les unes des autres, ou égales à la moyenne de deux ou plusieurs autres. Le manganèse et le chrome ont le même équivalent, celui de l'oxygène est à celui du soufre :: 1 : 2. Les métaux alcalins donnent lieu aux rapports les plus curieux, et l'amplitude des variations est telle que Ton est autorisé à regarder les relations comme vraies. L'équivalent du sodium

39-1-7 est la moyenne de ceux du potassium et du lithium -^— ^ — =25.

En doublant le poids proportionnel du sodium et en l'ajoutant à celui du potassium, on a le nombre correspondant au rubidium 46 -h 39 = 85, etc.

Celui qui voudrait se contenter de simples approximations, trouverait de nombreuses relations numériques de ce genre, mais sans profit pour la vérité. En cela, il faut agir avec la plus grande circonspection, sans quoi on tombe dans de puériles combinaisons de chiffres, et en diminuant l'unité de mesure, tous les poids deviendront des multiples l'un de l'autre. Toutefois, une parenté tellement étroite unit les corps de certains groupes, que les analogies de propriétés se poursuivent dans les corps nouvellement découverts qui viennent grossir les familles déjà établies; citons comme exemple le cas des métaux alcalins. Pour les faire rentrer dans la loi de Dulong et Petit, c'est-à-dire pour faire en sorte que les chaleurs spécifiques de leurs atomes égalent celles des autres métaux, on avait été obligé de réduire de moitié les poids propor-

tionnels qui leur étaient attribués : or le thallium, métal obtenu tout récemment, n^échappe pas à cette particularité \

Par contre, le chlore, le brome et Tiode présentent une exception remarquable. L'analogie la plus grande règne entre ces trois métalloïdes, et cependant leurs équivalents ne sont pas des multiples exacts les uns des autres, car il a été reconnu que le nombre proportionnel du brome n'est pas la moyenne de ceux du chlore et de l'iode comme on l'avait pensé d'abord. Devra-t-on dire, pour cela, que ces substances, dont la similitude est frappante, ne présentent aucun rapport réciproque de poids atomique, et par suite de composition? Non assurément, et la difficulté a été résolue par Dumas, en faisant une étude comparative très-rigoureuse des dérivés, formés par les radicaux organiques unis à ces métalloïdes.

Vu l'importance de cette question, il est utile de donner ici un court extrait de son travail. ^

Une des familles les mieux caractérisées de la chimie organique Coiisutution est celle des éthers ; éthers méthylique, éthylique, propylique, compicu»! butylique, etc., la composition de leurs radicaux est représentée par

C* H'* = carbone 2 + hydrogène 5 = 15 -h 0

Vingt-deux corps de cette famille sont connus, et tous leurs poids atomiques s'expriment par 15 plus un multiple de 14, de telle sorte que la formule générale de ce poids est :

ou bien

Or de cette série de valeurs, tous les termes pairs diffèrent fort peu d'être doubles les uns des autres, et cependant on tomberait d'ans une profonde erreur, si on se laissait guider par ce caractère ; puisque la véritable loi est tout autre, et que les nombres considérés forment une simple progression arithmétique dont la raison d est additive.

Un autre groupe est celui des amides dont le radical composé Âzll* donne naissance à un grand nombre de dérivés, dans les-

* Dumas, loc. cil.

quels à 1, 2, 3, 4 équivalents d'hydrogène peuvent être substitués 1, 2, 5, 4 écpiivalents de méthyle, et pourvu que la somme ne surpasse pas 4, elle peut prendre ta place de Tune quelconque des 4 molécules ; ce qui revient, en définitive, à ajouter au radical les valeurs de 1, 2, 3, 4 équivalents de C'H"; par conséquent la formule générale de ces composés est

en désignant par r/, d', d" les poids des équivalents des divers carbures d'hydrogène appartenant à la série C"ir. Mais par la substitution, et par l'arrangement des termes, il est possible d'obtenir une foule de dérivés dissemblables ; la formule algébrique des combinaisons porte à deux cent mille au moins le nombre possible des radicaux de ce genre.

Dans ce cas, le premier corps a demeure constant, mais il y en a d'autres dans lesquels il change et devient succe^ssivement 2ff , \a ; les différences présentées par le second composant restant toujours les mêmes. Ainsi, Télain rt l'éthyle donnent la sério repi'ésentée par

na-\-n'd'

dans laquelle a et d' peuvent se répéter, et d' lui-même peut >e changer avec un autre quelconque des équivalents d. d\ (T.

Ces faits nous donnent la clef de la proportion relative du fluor, du chlore, du brome, de l'iode. Entre les poids atomiques de ces substances, savoir : 19 ; 35,5 ; 80 ; 127 existent les relations suivantes :

Fluor. . . . — fl —19 =19

Chlore . . . =a -f-./ =19H-16,ri =35,5

Brome. . . =a -^%l-\-(V =104-33-fi8 =80

Iode . . . . =2a+2</ + 2rf' =^19 + 33+56 =127

avec l'azote, le phosphore, l'arsenic, l'antimoine et le bismuth, on a :

Azote. . . . =:fl =14 =14

Phosphore.. =a-frf =14-fl7 =31

Awcnic. . . =a-fd-|-d' =14-fl7-f4i =75

Anlimoinc. . = rt -|- c/ -f 2</' =li-fl7 + 88 =119

Bwmiith. . . =fl-|-f/4-4rf' =14 + 17-1-170 =202

STRUCTURE DES COUrS. 525

Le carbone, bore, silicium et zirconium donnent :

Carbone. . . ^ a =: 6

Bore. ...=rt4-d =64-5 =11

Silicium.. . =a -+-3d =6 -|-15 =21

Zirconium. .=3<i + 3ci =18-fl5 =35

Il règne quel(|ues incertitudes sur le poids équivalent du zirconium.

Pour l'oxygène, le soufre —, le sélénium elle tellure, on trouve :

Oxygène.. . =a a =8 =8

Soufre. . . = 2fl ou rt -\-d =8 + 8 =: 16

Sélénium. . = 5<i a -{-M =84-52 =40

Tellure. . . =8a a-f7rf =84-50 =64

Ici la différence est a = d, de sorte que la seconde formule s^applique.

Le magnésium et les autres métaux terreux forment le groupe que voici :

Magnésium. =/x =12

Calcium... =« -fd =1^4-8 = VO

Strontium. =a -\-M =12 4-32 =44

Baryum. . =« 4-7rf =12 4-56 =68

Plomb. . . = 2« 4- lOrf = 12 -f 90 = 104

Finalement, les métaux alcalins donnent

Lithium. . = a =: 7

Sodium. . =a -\-d =7 4-16 =23

Potassium. =«4-2*/ =7 4-32 =39

Rubidium.. =r)«4-4<i =214-04 =85

Cœ>ium. . z=\a-\-U =28-f9C =121

Thallium. . =0fl-fl0d =42 4-160 =202

11 est remarquable de voir les trois derniers métaux dont la découverte est postérieure à la théorie de Dumas, concorder si exactement avec elle.

Nous pourrions multiplier ces comparaisons et montrer que les équivalents de nombreux corps simples diffèrent les uns des autres d'une quantité constante. Exemple : le titane = ^25, Tétain 59; différence 54, c'est-à-dire le double 17, excès de l'équivalent du phosphore sur celui de l'azote. On a donc la série :

Titane =25 J -.

ÉUin = 59 ( • • ' \\

Tsmtaic = 93 ) • * ' "^*

De même les suivants :

Chrome = 26 Molybdène = 48 Vanadium =^ 70 Tungstène = 92

forment une progression arithmétique, dont la raison = 22. objccUon. Mais, (lira-ton, ce sont là de purs jeux de combinaisons dont tout le secret réside dans le choix bien entendu d'une unité ; et, le poids équivalent des métalloïdes et des métaux variant de 1 à 176, on peut facilement trouver des rapports parmi les diviseurs Képonse. du demicr nombre. Cette objection n'est pas soutenable, car 1* on ne compare pas seulement les extrêmes de la série, mais aussi les termes intermédiaires dont les rapports sont exprimés par des nombres moins grands ; 2° Textréme rigueur apportée par les chimistes modernes à la détermination des poids atonniqucs ne permet pas de taxer d'erronées les relations que l'on découvre entre ces valeurs ; 5° Tanalogie des propriétés physiques et chimiques des corps, compris dans les groupes signalés ci-dessus, porte d'elle-même à soupçonner entre leurs molécules quelque rap)>ort constant dans la structure. Cette analogie subsiste dans les radicaux organiques, comme dans ceux d'origine minérale, et le premier constituant a semblé être celui qui détermine le genre du groupe, tandis que l'autre, c'est-à-dire la différence, ne détermine que l'espèce. Qui ne voit des types homologues dans le fluor, 4'iode, le brome, le chlore, substances désignées, à juste titre, sous le nom générique de corps halogènes? Qui ne serait frappe de la parfaite conformité des fonctions chimiques des métaux alcalins ou bien encore des corps acidifiants, tels que le sélénium, le soufre, l'oxygène et le tellure, et ainsi de suite? Concluons donc, avec le savant auteur dont le travail nous a servi de guide, que :

1" Les équivalents des corps simples appartenant à une même famille naturelle, forment toujours une progression arithmétique^ à la façon des radicaux de la chimie organique.

2** La raison de cette progression constante est quelquefois remplacée dans certains tei-mes de la progression par une raison équivalente^ circonstance qui dissimule la simplicité de la loi^.

' Dumas, hc. cit. C. R XLY*

Les faits une fois observés, le chimiste s'arrête, et il a raison; mais e philosophe s'empare de ces résultats et s^efforce de les interpréter et de les généraliser. Pour nous, nous en lirons cette conséquence inévitable, que les corps regardés jusqu'ici comme simples, sont réellement des agrégats très-compliqués d'autres éléments complexes, mais finalement réductibles en une seule matière.

Cette doctrine est encore appuyée par les récents travaux de confirmation Tyndall, dont nous avons déjà parlé. D'après ce physicien, les gaz ceiic ihcorie. simples, même lorsqu'ils sont mêlés dans les proportions voulues pour donner lieu à certaines combinaisons, absorbent la chaleur avec infiniment moins d'intensité que ne le font les gaz composés, différence qui tient à la complication de leurs molécules. Les molécules des gaz simples étant moins anguleuses et moins complexes que celles des autres, l'éther vibrant éprouve au milieu d'elles un moindre frottement. Ce résultat s'accorde parfaitement avec la faible valeur du poids atomique, pour nous montrer les gaz simples comme formés par des assemblages atomiques extrêmement simples. Au contraire, les molécules organiques, dont le pouvoir absorbant est très-marqué, sont formées par un très-grand nombre d'atomes élémentaires. Les parfums qui sont le plus ordinairement des huiles essentielles, ont une puissance d'absorption énorme. Puisque nous voyons ces molécules très-complexes entrer en combinaison comme les plus élémentaires, il n'y a donc de ce côlé aucune impossibilité à croire que les molécules élémentaires elles-mêmes ne sont pas simples.

Les deux classes de molécules diffèrent cependant entre elles. Différcuce Et premièrement dans celle de la seconde, la réunion des ato- deux classes, mes est tellement établie, qu'elle ne cède pas à nos moyens de décomposition : mais si l'on veut regarder, que ces moyens se réduisent en définitive à la mise enjeu du mouvement moléculaire calorifique ou électrique, aidé par les forces mêmes qui constituent l'affinité; on reconnaît que la différence qui sépare les molécules dites simples et celles reconnues comme composées, se réduit à ce que les unes et les autres ne résistent pas également à l'agitation thermique.

2** 11 y a encore une autre circonstance intéressante dont nous

avons parlé déjà ailleurs, qui empêche de comparer en tout les éléments des corps indécomposés aux composés organiques, observation qui a été relevée par M. Berlhelot. Elle consiste en ce que dans les corps organiques le composé a une chaleur spécifique, qui est la somme des chaleurs spécifiques des composants, ou exactement ou à très-peu près, pendant que cette loi ne se vériGe pas pour les éléments des corps chimiques indécomposés, regardés comme composés d'une substance seule, Phydrogène par exemple. Cela prouve que leur connexion doit dépendre de quelque principe différent de la constitution de la matière connue aujourd'hui, de sorte que pour les séparer la puissance de la chaleur est insuffisante, et ce résultat est réservé à une action d'ordre supérieur et inconnue jusqu'ici.

Ainsi arrivc-t-il que les combinaisons élémentaires peuvent passer d'un extrême de température à l'autre sans se détruire, tandis qu'il n'en est plus ainsi des molécules surcomposées d'origine organique, qui ne peuvent supporter une variation de chaleur même assez faible. Et cela, précisément à cause de leur complication, car plus le nombre des corpuscules composant un système est considérable, plus est grande Tamplitude des variations que peut éprouver une molécule dans sa forme et son état d'agrégation, plus faible devient par suite sa résistance à la décomposition, laquelle souvent aura lieu par un simple changement dans l'ordre des parties, sans qu'aucune d'entre elles ne se sépare de la masse totale, isomérismc. En effet, lorsqu'uue grande quantité de corpuscules sont réunis, il faut tenir compte non-seulemenl de leur nombre, mais aussi de leur disposition ; car il arrive souvent que, sans éprouver de changement dans sa masse, le composé varie par suite de la transposition de ses parties constituantes. De même que le dessin d'un échiquier, dont les carreaux sont de deux ou plusieurs couleurs différentes, se prête à des milliers de combinaisons; de même un nombre déterminé de corpuscules hétérogènes, en s*assemblant de diverses manières, peut donner naissance à une foule de composés doués des propriétés les plus dissemblables. La chose est bien connue des chimistes : ils savent que plus est élevé le degré de combinaison, plus abondent les corps isomères^ spéciale-

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ment parmi les combinaisons organiques. Cela se voit clairement dans les figures de M. Gaudin.

Ajoutons à cela Timpossibilité géométrique de disposer dans inégalité de

'• -bulion espace.

l'espace, à trois dimensions, des points réciproquement cquidistants j^ns"*^**^"*"

dans tous les sens; d'où il suit que de tels systèmes solides doivent avoir une densité plus grande, suivant telle ou telle direction. On comprend maintenant à quel degré de variété peuvent atteindre les combinaisons obtenues avec une quantité constante de matière, suivant le mode de groupement, de condensation, etc.

Par ces diverses considérations se trouve justifiée la théorie atomique de la constitution de la matière. On peut regarder celleci comme un agrégat de systèmes de plus en plus simples; la molécule d'un composé organique nous représente un système d'ordre supérieur très-compliqué, oii les systèmes composés jouent le rôle d'éléments, bans la chimie minérale la molécule dite élémentaire appartient à un ordre inférieur, mais rien ne dit que la série a sa (in aux termes que nous appelons corps simples ; seulement, vu notre impuissance à séparer ses constituants et à reconnaître le dernier terme de cette série, nous appliquons à ces substances ce qui doit s'entendre des derniers groupes d'atomes proprement dits.

Dans les systèmes atomiques, il faut considérer, en outre, la û'"^'*e»»cc vitesse de projection initiale, en vertu de laquelle la forme de leurs forces vives, orbites, l'amplitude de leurs excursions et le volume de l'espace occupé peuvent élre notablement différents. Il se pourrait trèsbien que nous ayons là, comme le dit Graham, la clef de la diversité des poids des équivalents chimiques. En outre, des volumes égaux peuvent lorsqu'ils se réunissent, conserver en totalité ou en partie leurs mouvements de translation, changer celui de rotation, et ainsi faire varier la densité de l'élément*, et c'est peutêtre de ce principe que dépend la solution de la difficulté proposée pat M. Berthelot.

Voilà à quelle idée générale de la constitution des corps nous amène l'élude comparative des phénomènes chimiques, combinée à celle de la chaleur, et de toutes les manifestations générales de la matière. Dans cet ensemble théorique, les hypothèses ont le

' Grdliam, Proceedings, R. foc. LondoD, XIT, p. 621.

SKCCHI. — FORCES PflTSIQUES. — t* EDITION. 34

530 CONSTITUTION DE Lk MATIÈRE.

moins d'arbitraire possible, et sont, du reste, appuyées sur des preuves nombreuses.

En conclusion : les groupes atomiques de complexité décroissante, qui constituent les divers corps de la nature ont, pour derniers termes, les molécules des substances nommées éléments chimiques : mais rien n'empêche que ces molécules ne soient ellesmêmes d'ordre supérieur : cette limite est admise seulement parce que là s'arrêtent nos forces décomposantes actuelles, et parce que nous ne pouvons reconnaître distinctement le dernier terme de cette série, de sorte qu'il est parfaitement rationnel de regarder la matière comme composée d'atomes distincts et originairemaU séparés.

La théorie atomique, loin d^ètre absurde et de ne pas se prêter à l'explication des phénomènes, comme certaines personnes le prétendent, est, au contraire, celle qui découle directement des faits. De plus, elle ne dépend en rien de la théorie des forces qui assemblent les atomes car elle subsiste, soit qu'on attribue le mouvement des atomes, les uns vers les autres, à des causes occultes, à des puissances internes, soit qu'on les suppose réunis par l'action extérieure d'un milieu en mouvement. Les doter de forces abstraites est certainement chose facile, mais nous avons vu, plus d'une fois à quelle complication conduit un pareil système, et quel nombre prodigieux de forces il faut imaginer. Enfîn, pour tout dire, on arrive de la sorte à attribuer aux atomes une espèce d'intelligence, qui leur permet de discerner s'ils doivent agir ou non, ou à leur donner implicitement une faculté de perception qui les avertit de la présence des éléments susceptibles d'être attaqués par eux, hypothèses évidemment absurdes. De plus, il reste toujours la grande question : en quoi consiste cette force abstraite d'affinité? Pourquoi ne s'épuise-t-elle jamais? Comment se fait-il qu'étant sans cosse active et prête à agir sur tous les corps, lorsqu'on lui en présente deux à la fois, elle s'attaque à l'un et pas à l'autre ; y a-t-il là un choix intelligent? Nous pourrions facilement multiplier nos questions, mais en vain, assurés que nous sommes qu'elles resteraient sans réponse. Il est donc préférable de montrer coni* ment il est possible de concevoir les forces do cohésion comme dérivant du mouvement dont la matière est animée.