LA MATIÈRE PONDÉRABLE

, Ces diverses particules élémentaires des corps difTôrcnt entre elles par des nuances qui portent sur les propriétés foe nous venons d*énnmérer. La vitesse de translation Tirie avec chacune' d*elles, comme nous Tavons vu pour Hydrogène, l'oxygène et la vapeur d'eau. Le nombre et l'amplitude de leurs vibrations, en un temps donné, varient également. C'est précisément sur cette dernière difTcrencc {De repose l'analyse spectrale que nous avons exposée dans l'introduction. On le comprendra encore mieux quand nous aurons développé la théorie de la lumière.

Les atomes et les molécules n'obéissent pas de la même manière à l'attraction. Leur pesanteur respective varie Jonc beaucoup. On a calculé le poids réel de quelques-uns. Ainsi, il faut liO trillions d'atomes d'hydrogène pour bire un milligramme^ et seulement 10 trillions de ceux domélange atmosphérique d'azote et d'oxygène ; les atomes de ces deux corps sont donc beaucoup plus lourds, pris ilolément, que celui de l'hydrogène. Mais ce genre de ealcols est hérissé de difficultés et, par conséquent, sujet à des erreurs. Heureusement, on est parvenu indirectement à établir le poids atomique de la plupart des corps impies ou composés de la manière suivante.

Gay-Lussac a fait voir que lorsque des corps gazeux se Mmhinent entre eux, ces combinaisons se font toujours ielondes rapports simples en volume. De plus, d'après Avo- Sndo et Ampère^ les distances qui séparent les particules Atégrantes des gaz, dépendant uniquement de la chaleur Ade la pression à laquelle ces gaz sont soumis; le nombre h ces particules doit être toujours le même à une temperatare et à une pression données. De ces deux propositions )na conclu que, dans ces conditions, le poids d'un volume l'un gas doit être proportionnel au poids d'un des atomes )D molécules qui le constituent. Pour avoir le poids d'un itome^ jJ ne s*agissait donc plus que de trouver utve wmVvi

conventionnelle qui puisse servii' pour les calculs. C'est le poids de l'hydrogène, 1g plus léger de tous les ga», que l'oB a choisi. Ainsi, te poids atomique de l'hydrogène étant t celui de l'osygAne est 16, parce que, en comparant, H m&me température et à la même pression, deux mim volumes de ces gaz, celui de l'oxygène pèse seize foisph que celui de l'Iiydrogène. Il résulte également de ces it couvertes que le poids d'une molécule doit être égal k\ somme des poids des atomes qui la constitue; c'est, H effet, ce que l'expérience a démontré. Ainsi, la molÉcnl d'eau, qui pèse dix-huit fois l'atome d'hydrogène, est coti posée d'un atome d'oxygène et de deux d'hydrogène' 16+1+1=18. On la représente par H'O, H et 0 étantll notations ou signes conventionnels de ces deui gaz.

Si la pesanteur varie suivant la nature des atomea,i doit en être de même de la cohésion. Mais, pour la Dit surcr exactement, il faudrait ramener tous les corps it état solide aussi identique que possible, ce qui cstabstll ment impossible. Dans la pratique, on se contente I l'apprécier sous le nom de ténacité, lorsque c'est ulilGI possible. Les qualificatifs dur, mou, malléable et ductih servent à en caractériser les nuances.

Les différences entre les atomes ou molécules, relalin ment à l'affinité, sont très considérables. Elles ont & étudiées d'une manière toute particulière, puisque ceB étude est le but spécial de la chimie.

On dislingue trois degrés dans les résultats produits pi l'arflnité: 1" le mélange où les corps composants conae' vent tous leurs caractères ; 2° la combinaison dans laqneS ces caractères sont peu ou pas atténués; 3" la combinaisid où ils disparaissent entièrement. C'est l'état liquide qui fi Torise surloutla production de ces résultats; maisil eiîsti entre eux une foule de nuances qui dépendent de l'alfini rfes composants les uns pourXea auUca.

LA MATIÈRE PONDÉilABLË. T 1

La molécule d'eau l'oi'mée de deux atomes d'hydrogène et d'un d'oxygène est un exemple du troisième degré. Pour le deuxième degré, on peut citer l'ammoniaque ou l'acide sulturique, dont chaque molécule s'unit avec une molécule d'eau d'une manière très intime, sans cependant perdre ses propriétés fondamentales. Enfm, les dissolutions représentent le degré le plus Taible de l'affmité, La solubilité des corps varie non seulement suivant leur nature, mais suivant celle du dissolvant. Même lorsqu'il y a simple mélange, les différences peuvent être considérables. Le chlorure de calcium -se dissout dans l'eau en iDules proportions pour ainsi dire, tandis que le sulfate lie baryte est absolument insolulile. Généralement, l'élétatioD de la température, en diminuant la cohésion, facilile les dissolutions. Toutes les considérations qui précèdent s'appliquent parfaitement aux alliages des métaux et aux ajnalgames, qui, pour se produire, ont toujours besoin que l'un des deux corps soit liquide.

Relativement à l'union des atomes de différentes natures DU combinaisons chimiques, il est certains de ces éléments qui K précipitent les uns sur les autres avec une extrême 'ioleoce, et d'autres qui, dans les mêmes conditions, penvent rester indéfiniment en présence sans se combioer : tels sont l'azote et l'oiygène de l'atmosphère. La séparation des atomes et molécules combinés présente d'autant plus de difficulté que leur union a été plus facile. Ainsi la difficulté de l'analyse est en raison directe de k facilité de la synthèse.

Pour former des molécules, les atomes se combinent entre eux en différentes proportions, c'est-à-dire qu'une molicule donnée peut contenir un, deux, trois, quatre, etc., slomes d'un corps, combinés avec un nombre quelconque d'atomes d'un ou plusieurs autres corps. Il en est demëtcvft il» moiécuhs ; mais d'une matiière générale, ç\ua oti*

molécule est complexe, moins elle a de tendance à form^ j de nouvelles combinaisons.

On donne le nom d'atomicité à l'aptitude que présente un atome ou une molécule à se combiner à un nombre plus ou moins considérable d'autres atomes ou molécules pour se saturer. Ainsi, Tatome de chlore se salure avec un seul atome ou une seule molécule, Toxygène avec deux, Tazote avec trois et le carbone avec quatre; ce qui veut dire, par exemple, que tant qu'un atome de carbone ne sera pas combiné avec quatre atomes ou molécules, il pourra en acquérir davantage. L'atomicité varie avec la température et la pression ; aussi^ quand on spécifie l'atomicité d'un corps, il est toujours sous -entendu : à la pression et à la température ordinaires. Lorsque deux corps polyatomiques se combinent, ils se saturent en raison de leur atomicité. Ainsi, le carbone tétratomique est saturé par deux atomes d'oxygène qui est dia^omique : oxyde de carbone GO, pas de saturation ; acide carbonique GO*, oxychlorure de carbone GOGl*, saturation. Ce sont des combinaisons de p7*emier ordre.

Les combinaisons de second ordre sont celles dans lesquelles une ou plusieurs molécules s'unissent à des atomes ou à des molécules. Ainsi, l'azote triatomique s*unit à trois atomes d'hydrogène pour former l'ammoniaque AzH^ monoatomique. Elle est saturée par une molécule d'acide chlorhydrique HGl, et forme le chlorhydrate d'ammoniaque Azff,HGl. Deux atomes de celui-ci peuvent s'unir au tétrachlorure de platine PlGl* pour former une combinaison de troisième ordre. Sans les données précises de l'atomicité^ on écrirait ce dernier corps avec la notation suivante : Az*H*Gl*Pt, ce qui serait un non-sens. Il faut écrire (A2H»,HG1)« PtGl*.

L'atomicité, très simple en général en chimie mioé' raie, se compMquQ dans les composés organiques, par

U MATIÈRE PONDÉHABLE. 7î

Buile de la graude atomicifé du carbone qui en fait la base, t[ de la propriété qu'ont ses atomes de se saturer euxmiimcs en partie lorsqu'ils sont réunis en un certain noDibre, comme c'est le cas le plus ordinaire. Ainsi, dans \kydrure d'éthyls ou àeutane C'H', siï atomes d'hydrogène monoatomique suliiïcnt à saturer deux atomes de carbone létralomiqoe, parce que ceui-cî se saturent en partie l'un l'autre, tandis que dans le gas des marais Cil', il en faut quatre pour un.

C'est grâce à l'atomicité qu'on est arrivé à débrouiller engrande partie le cliaos de toutes ces combinaisons si ^Diplexes qui se succèdent et s'engendrent dans les corps organisés; la puissante atomicité du carbone en est la cause principale, Quant à la structure des molécules qu^ composent ces corps, on a émis des hypothèses au suje ilcisiiuelles nous sommes force de renvoyer aux ouvrages tjwciaui (1). Du reste, le dernier mot n'est pas encore dit lu sujet de l'atomicité; il reste encore bien des points ulucurg à élucider.

Longtemps ou a cru que les atomes des corps simples étaient toujours isolés les uns des autres, que les corps aoiquels ils appartiennent soient gazeux, liquides ou Bolides; il n'en esl rien. Déjà nous avons vu que l'alïlnité lies atomes de carbone était en partie saturée par des SloDies de même nature dans les corps qui en contiennent plusieurs. Ce n'est pas un fait isolé : on a démontré que ludernières particules d'un grand nombre de corps simples à l'état gazeux n'étaient pas des atomes, maïs bien des molécules composées de deux, trois, quatre et même ni atomes. Cette démonstration découle de ce fait que la lensitè de deux gaz doit être proportionnelle au poids de IWca dernières particules. Ainsi la densité de la vap er

{llVoip le Cours de çliiiiiie de M. le professeur îiimwvà Gwi-

7 4 LA PHTSICO-GHIMIE.

trcau est à celle du gaz oxygène, comme son poids atomique est au double du poids atomique de ce gaz : Ofi^2 : 1,056 : : 18 : 16 X 2. L'oxygène de l'air est donc formé de molécules composées de deux atomes. Quand il ost à Tétat d'ozone, elles en contiennent trois. Les éléments des vapeurs de phosphore et d'arsenic sont tétratomiquos. La vapeur du soufre à 500 degrés présente six atomes fusionnés en une seule molécule ; si Ton porte la température à 1000 degrés, cette molécule exatomique se divise en trois molécules diatomiques. La chaleur produit le m^mo effet sur Tozone, qu'elle ramène à l'état troxy^enc diatomique. On n'est pas encore parvenu à réduire les molécules tétratomiques du phosphore et de rarsenic. Celles de la vapeur du mercure, du cadmium et (lu zinc sont monoatomiques. En somme, cette juxtaposition d*atomes parait un reste de cohésion ; ce serait une espèce de passage entre l'attraction et Taffinité.

Enfin, il est une sorte d'affinité sur laquelle l'attention des oliimistcs ne s'est pas encore portée d'une manière spéciale. C'est celle qui tend à rapprocher certains composés organiques pour en former de petits corps particuliers. Telles sont, par exemple, les cellules des animaux et des végétaux. Ainsi, il est certain qu'un individu monoccllulaire, végétal ou animal^ contient réunies intimement, mais non fusionnées^ les substances nerveuseSi contractiles et autres, qui se montrent plus ou moins séparées, chez les animaux supérieurs, en cellules nerveuses, musculaires, sécrétrices et connectives. Cette union, q^*

se fait spontanément, est certainement due à l'affinité q}^^ existe entre ces substances. Et chose remarquable, \e^^ masse commune ne peut dépasser un certain volume > au delà, le centre attractif, 'qui les maintient sous 1* forme d'un globe microscopique, devient insuffisant. Alor^» elles se divisent en deux parties égales, et \l se çcodii^î^

LA MATIÈRE PONDÉHABLB.

Ttouveaux centres d'altractîon qui entraînent cliacun une moitié des substances composantes. Nous reviendrons sur cette question eu traitant des Êtres organisés.

Les différences que nous venons de signaler entre les atomes des corps simples, au sujet de la rapidité de leur mouTement de translation, du nombre et de l'amplitudi; de leurs vibrations en une seconde, do leur puissance attractive (poids atomique) et de leur aflinilé les uns pour les autres, ne sont pas tellement considérables qu'il ne puisse exister entre eux certaines relations. En effet, plusieurs chimistes éminents ont cbercbé à les grouper : J.-B. Dumas, d'après l'affinité chimique ; M. Lecoq de Boisbaudran, d'après le nombre et l'amplitude des vibra- I lions; M. Mendeleef, d'après le poids atomique. Les lenUtives de ces savants n'ont pas été vaines, puisque les <J!ux derniers ont signalé simultanément, dans un certain ' groupe, une lacune qui a été comblée par le gallium {mv page 60). Il est donc bien établi que les corps simples peuvent être classés d'après des analogies qui établissent entre eus des relations de parenté, de famille. Or, qui dit parenté, famille, fait allusion à une origine commune. Chaque groupe descendrait donc d'un atome ancêtre que des circonstances particulières auraient graduellement modifié, de manière à produire un certain nombre d'individns distincts, tels que ceux que nous observons aujourd'hui. D'autre part, ces groupes ne sont pas parfititement séparés; il y a, sur chaque limite, des corps qui partieipent des caractères des groupes voisins. Ces espèces de familles ne seraient donc pas absolument étrangères les uaea aux autres; mais présenteraient des signes d'une parenté plus ou moins éloignée. On serait, par conséquent, autorisé à conclure que tous les atomes des corps simples procéderaient d'un atome unique. En i'a,u\.ïç.ï. Vf, il Y aurait eu une époque où la mïitièïe n'auïîÂl

pas clé différenciée, et où tous les atomes auraient été semblables.

Je ne veux pas insister sur cette hypothèse hardie; mais je ferai remarquer que la doctrine de révolution des êtres organisés^ aujourd'hui démontrée, repose sur les mêmes bases. (Voir hvre II, chapitre m.)

Quoi qu*il en soit, les propriétés individuelles et relatives des atomes, sur lesquelles nous venons de nous étendre, indiquent par leurs variations qu'elles ne sont pas absolues, c*est-à-dire qu*elles peuvent être modifiées par les circonstances. Ce sont ces circonstances qu'il s'agirait maintenant de rechercher. Mais les difficultés seront grandes, tant qu'on n'aura pas pu observer directement les atomes à l'aide du microscope, comme on l'a fait pour les éléments anatomiques, qui sont aux êtres organisés ce (juc les atomes sont aux corps simples. Sans aucun doute, les générations futures y parviendront.

« Nécessité, l'ingénieuse, leur fournira une invention.»

§ 2. l'ÉTHER, ou MATIÈRE IMPONDÉRABLE.

L'étlier est une substance qui remplit les espaces intersidéraux et qui pénètre dans tous les intervalles des atoin^ ou molécules des corps. Si, comme on est forcé de l'ad* mettre, ces particules élémentaires sont formées p^^ l'agrégation de particules encore plus tenues, elle doiteï^' treren outre pour une certaine part dans leur constilulioJ^'

L'éther est-il amorphe, c'est-à-dire continu, ou bi^'^ formé d'éléments d'une forme sphéroïdale ou autre ? O^ l'ignore. Toujours est-il qu'il transmet les vibrations 4^^ atomes et molécules, et qu'il se déplace lorsqu'ils se ra|P' prochent ou s'éloignent les uns des autres. Certaines d^^ vibrations transmises par lui impressionnent notre vk\\t>^ et nous donnent la sensalion de \um\^tfe\ wqvi% avo