LA MATIÈRE PONDÉRABLE

Atomes et molécules : leur mouvement de translation, leurs vibrations. Attraction : pesanteur, cohésion, poids anatomique. Affinité : dissolution, combinaison, atomicité, affinité des composés organiques. Transformations

des atomes.

Tous les corps qui impressionnent directement ou indirectement nos sens sont constitués par la matière.

La chimie expérimentale nous permet d'induire que ^^Us les corps sont composés do particules ié^wm^^ X^'s»

unes simples et les autres résultant de la fusion d^un certain nombre des premières. Ce sont les atomes et les molécules.

On a avancé que les atomes étaient eux-mêmes constitués de particules plus petites encore, toutes semblables entre elles. Bien des faits viennent à Tappui de cette hypothèse; mais^ lorsqu'on affirme que les différences qui existent entre les atomes dépendent du nombre de particules primaires qui les composent, on exprime une simple vue de l'esprit que, jusqu'ici, l'observation et l'expérimentation n'ont pas confirmée.

La structure des atomes et des molécules est encore pea connue; cependant tout porte à croire qu'ils ne forment pas une masse compacte, insécable, sans cela leur fusion entre eux serait impossible, mais qu'ils sont constitués par une réunion d'éléments mobiles, agglomérés, suivant le physicien anglais W. Thompson, par un mouvement tourbillonnant. Ils seraient par conséquent perméables, contractiles et élastiques, qualités que l'observation et l'expérimentation rendent très probables, comme nous le verrons par la suite à propos de l'électricité en particulier.

Ces particules sont d'une petitesse extrême. Pour que nous puissions les voir, il faudrait que nos microscopes» qui permettent d'examiner et de décrire des corps de moins de 1 millième de millimètre, atteignissent une puissance de 250 à 2500 fois plus grande. En effet, par différents calculs, qui ne peuvent trouver place ici, on est arrivé à fixer approximativement leur diamètre, qui ne saurait être sensiblement supérieur à 1 millionième de millimètre, ni inférieur à 1 dix-millionième (1).

(l) Ces chiffres et ceux qui vont suivre sont tirés du livre du commandant d'artillerie Jouffret, Introduction à la théorie de l'énerffie, chez Gauthier- Villars, 1883.

LA MATlÈflE PONDÉRABLE.

Les atomes et molécules sont animés d'i lie translation dans toutes les directions, qui conslilue la tension des gaz, c'est-à-dire la pression qu'ils exercent iiir les parois des cavités qui les contiennent. A la tempéralure de 0 degré et â la pression ordinaire de 76 centîmctres, les atomes d'hydrogène parcourent 1640 mètres par seconde, ceux de l'oxygène, 425 mètres, de l'azote, '133 mètres, et les molécules de la vapeur d'eau, 366 mè- ■ l«s. Mais, comme 1 centimètre cube de gaz contient un 'nombre de ces atomes et molécules qui se compte par trillioDB et peut aller jusqu'à 20, ils s'enlre-choquent continuellement, et leur libre parcours est iebe restreint. Les tilcnls donnent, pour l'hydrogène, a 480 millions de chocs en une seconde avec un libre parcours de i 833 cent-millionièmes de centimètre, dans les conditions de tempéniure et de pression indiquées plus haut. Sous le récipient i'me bonne machine pneumatique ordinaire, lorsque le Tideaatteint son extrême limite, ces chiffres sont réduits SD cent millième, ce qui donne un libre parcours de 1 centimètre environ. Le physicien anglais Crookes ayant obl(na des vides de un millionième de millimèlre d'atmosphère, dans ses appareils le nombre des chocs devient si restreint que le libre parcours des molécules et atomes peut être mesuré directement, et leur mouvement de Irinslation dirigé à volonté, comme nous le verrons k prapos de l'électricité.

Dans les liquiiles, le mouvement de ces particules se réduit à des glissements les unes sur les autres, et leur «arlemenl se réduit à des dii-millionièmes de millimètre, lindis que dans les gaz il n'est que de 3 et 4 millionièmes. 'Néanmoins, dans les liquides comme dans les gaz, les mélanges ont lieu sous l'inilucnce des mouvements de 'fïQslation des atomes ou molécules, avec ceUe seuVa \\lfiwwwyufl loas les gRz, quefs qu'ils soienl, çeviNftnV. w

V,i\ LA PHYSICO-CHIMIE.

int'ilangcr, tandis que, pour les liquides, cette propriété se trouve réduite pour des motifs que ce qui va sui?re fen comprendre.

Dans les solides qui contiennent un nombre d'élémenb égal à l'unité suivi de 21 zéros par millimètre cube, leur mouvement do translation se trouve supprimé. Leur inh mobilité n*est cependant pas complète, car on les voit sonvent changer spontanément de direction au point de modifier la structure et Taspect des corps.

l^es atomes ou molécules des solides se disposent les uns vis-à-vis des autres de différentes manières. Dans les e()r))s amorphes, cette disposition ne présente aucune régularité; il n*en est pas de môme pour les cristaux. Lon- (|u'uii solide se forme au milieu d'un liquide dans des conditions (le tranquillité voulue, ses atomes ou molécules se dis))osent do manière à lui donner une forme cristalline partieulière, en rapport avec la nature du solide, sansqae rependaiit on puisse en tirer des indications sur la forme (le ces («iémcnts. En effet, il est des solides qui, comme le souire, peuvent, suivant les conditions de leur formation, donner deux sortes de cristaux bien distincts, celle en octa(Mh'e et celle en prisme oblique, par exemple. G^est alors ((ue l'on voit se produire ce mouvement atomique spontané que je signalais tout à l'heure, et qui transforme Toctaedre en prisme, et réciproquement.

Ajoutons que c'est le mouvement spontané des atomes et molécules qui^ dans les combinaisons chimiques, lear permet de se rechercher et de s*unir d'un manière rapide et complète.

(}e mouvement est seulement dirigé et activé par l'affinité dont nous allons parler dans un instant; son action ne va pas au delà.

On a prétendu que les atomes et molécules des gaï» sous rinûuencQ des chocs muU\i^\<ia c\\i''\V^ ^MbUsent dan»

LA UATlËilE PORDÉHABLE. G7

leurs mouvements désordonnés, se trouvaient animés d'un jfliDUveinent de rotation sur cux.-mâmca, plus ou moins rapide ; mais aucune observation ou expérience n'est venue eonlirmei' cette opinion, et on ne peut y rattacher aucun des phénomènes présentés par la matière.

n n'en est pas de même du mouvement vibratoire ou d'oscillation sur place ; celui-là est hien réel. Nous en parlerons en détail à propos des phénomènes lumineux dont ils Kont la cause.

Ces mouvements de translation et d'oscillation des particules élémentaires des corps leur sont personnel»; n'y Kl eût-il qu'un seul, il vibrerait et se transporterait dans l'tspace. Il en est d'autres qui sont relatifs, et par lesi|uels particules tendent à se rapprocher les unes des autres. Du les désigne sous le nom d'atiraetion et A'affinité.

L'attraction est une propriété générale de la matière par jEquelle ses atomes ou molécules tendent à se grouper en s plus ou moins volumineuses et de forme sphérique. C'ratsous son influence que se sont formés tous les corps célestes. L'intensité de ce mouvement de rapprochement it en raison directe des masses, c'est-à-dire du nombre K éléments déjà groupés, et en raison inverse du carré ndistaaces qui les séparent ; ce qui s'explique tout nairellement. On a donné à l'attraction, suivant les cir- MiBlances, les noms de pesanteur et de cohésion.

Lapesanteur est l'attraction qui maintient tout corps au Mnlact de l'astre à la surface duquel il est placé, et qui io [iridpite sur lui, s'il en est à quelque distance. On la meiTï par l'etfort nécessaire pour l'en séparer. Ucohésion est l'attraction qui maintient en contact un <WtaiQ nombre d'atomes ou de naolécules, de manière à «n former les corps que nous observons à la surface de la 'ure. Elle est sans cesse contrariée par la pesaulcuv \ ko. 'fe^ si son inteasilé est faible, les corps s'éVaVetvV, eu

nappes d'une étendue inversement proportionnelle à cette intensité. Ce qui prouve que la cohésion est bien une forme de Tattraction, c*est que tout corps liquide ou gazem prend une forme sphérique, lorsqu'on le place dans ub milieu mobile avec lequel il ne se mélange pas ; les plv grosses sphères attirant les plus petites, et ayant tendance à se les incorporer, absolument comme s'il s'agissait de corps célestes. La cohésion rend les corps plus ou rnoim durs, malléables et ductiles. Elle se mesure parTeiNt nécessaire pour séparer les atomes ou molécules agglomérés.

L'affinité est une propriété générale de la matière, par' laquelle des atomes de différentes natures tendent à se fo^i sionner en molécules, et des molécules, également dilB- : rentes, se réunissent en molécules plus complexes.

L'affinité et l'attraction sont sans cesse en lutte. Ui dissolutions et combinaisons sont d'autant plus difficiles que la première est plus faible et la seconde plus intense. Pour favoriser l'affinité, il faut donc diminuer l'attraclioOj jj et réciproquemei^t pour favoriser l'attraction, il faut diminuer l'affinité. G'fest précisément ce que font continuell^ ment les chimistes, lorsqu'ils combinent ou décombinent ! les atomes et molécules. Nous verrons plus loin que toosi les phénomènes naturels concourent alternativement à ces] deux résultats.

Comme nous Pavons indiqué précédemment à difle* rentes reprises, les atomes diffèrent de nature. On eu compte aujourd'hui soixante-six espèces qui constituent j autant de corps simples. Les molécules qui proviennent.; de l'union de deux ou de plusieurs de ces atomes, diffèrent également entre elles; quant à leur nombre, il est si considérable, que je ne pense pas qu'on ait jamais tente del« calculer. Du reste, toutes ne sont pas connues, et il ào\^ en être de même pour les atomes.