L’atome étant aussi petit que je viens de le définir
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il va de soi que les corps appréciables par nos sens doivent être composés d’un très grand nombre d’atomes, représenter, à tout dire, des agrégats d’atomes. Mais ces agrégats peuvent être constitués par des atomes de même nature ou par des atomes de natures différentes. De là les corps simples ou éléments et les corps composés.
On n’est pas encore arrivé à déterminer en quoi les atomes sont différents, mais la chimie a démontré que cette différence existe absolument. Elle a reconnu soixante-dix espèces d’atomes différents, dont soixante-cinq sont très nettement établis, et la différence est telle qu’une espèce ne peut se substituer à l’autre. La transmutation des métaux, la fameuse pierre philosophale de l’ancienne alchimie, reste toujours une utopie, puisque l’atome de chaque métal est d’une espèce différente.
50. — Une association intime de deux ou de plusieurs atomes est appelée molécule. Toutefois, à l’intérieur même de la molécule, les atomes ont pu s’associer de différentes manières. Un même élément ou corps simple, c’est-à-dire un •corps composé des mêmes atomes, devient donc susceptible, par cette diversité possible d’association, de présenter, dans certains cas, des propriétés différentes de celles qu’il manifeste dans d’autres cas. On donne à ces modifications le nom d 'allotropiques.
51. — Si l’on réunit deux éléments, si on les combine, on obtient un corps dont les propriétés sont dissemblables de celles de chacun des éléments. Il y a eu formation d’une nouvelle molécule constituée par des atomes dissemblables. Le corps obtenu n’est donc plus un corps simple, un élément, mais un corps composé. 11 peut dès lors, par une action appropriée, être scindé en deux corps distincts, être décomposé.
52. — Mais si dans la réunion de deux éléments le nouveau corps obtenu présente à la fois les propriétés des deux éléments, il y a eu mélange et non combinaison. Donc le mélange diffère de la combinaison en ce que, dans le premier cas, les éléments conservent leurs propriétés physiques individuelles, et que, dans le second cas, le corps résultant se trouve doué de propriétés physiques nouvelles et spéciales à lui. De plus, le mélange se fait sans dégagement de
chaleur, alors qu’il y a toujours dégagement de chaleur dans la combinaison.
53. — Les combinaisons s’effectuent sous l’empire de certaines lois qu’il est bon de connaître :
1° Loi des poids. — Edictée par Lavoisier, elle dispose que : Le poids d'un composé est égal à la somme des poids des composants.
2° Loi des proportions définies. — Proust l’a établie ainsi : Pour former un même composé , défini par l'ensemble de ses propriétés physiques et chimiques, deux corps s'unissent toujours dans un rapport constant.
3° Loi des proportions multiples. — Cette loi, définie par Dalton, exprime que : Lorsque deux corps forment plusieurs composés, les poids de l'un d’eux , qui s'unissent à un poids invariable de l'autre , sont entre eux dans des rapports simples.
Par exemple, prenons différents composés de l’azote et de l’oxygène. L’analyse démontre que pour 14 grammes d’azote on peut avoir des poids d’oxygène de 8, 16, 24, 32, 40 grammes, poids qui sont entre eux dans des rapports simples.
4° Loi des nombres proportionnels. — Lorsque a et b sont les poids de deux corps simples ou composés A et B qui s'unissent séparément à un même poids c d'un troisième corps C, toutes les combinaisons de A et de B s’ effectueront entre des multiples entiers simples de a et de b.
5° Loi des volumes. — Cette loi, spéciale aux combinaisons gazeuses et une des plus belles de la chimie, a été posée par Gay-Lussac : Les volumes de deux gaz qui s’unissent pour jormer un composé gazeux sont entre eux dans un rapport simple , et le volume du composé est dans un rapport simple avec les volumes des composants.
A côté de cette loi peuvent être placées certaines remarques qui lui servent de corollaire :
1° Si la combinaison s’effectue en volumes égaux, il ne se produit pas de contraction ;
2° Le volume du composé est égal à la somme des volumes des composants;
3° Si la combinaison a lieu entre un volume d’un corps et
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deux volumes de l’autre, le volume du composé est égal aux deux tiers de la somme des volumes;
4° Si un volume de l’un des composants s’unit à trois volumes de l’autre, le volume du composé est égal à la moitié de la somme des volumes des composants.
Ainsi :
1 vol. de chlore combiné à 1 vol. d’hydrogène donne 2 vol. d’ac. chlorhydr.
1 — d’oxygène — 2 — — 2 — de vapeur d’eau.
1 — d’azote — 3 — — 3 — d’ammoniaque.
Chaque élément est désigné par un symbole et une valeur numérique. Symboles et valeurs constituent le langage figuré de la chimie.
54. — Le symbole d’un élément est le plus souvent formé par la première ou les deux premières lettres de son nom, français ou latin, et représente un poids de ce corps égal à son nombre proportionnel. Donc, pour écrire la formule d’un corps composé, il suffira de juxtaposer les symboles de ses éléments en les affectant de coefficients qui nous indb quent quel multiple du nombre proportionnel est le poids du corps simple qui entre dans la combinaison.
55. — La valeur numérique est le nombre proportionnel appartenant à l’élément. La détermination des nombres proportionnels a été faite d’après deux systèmes: celui des équivalents ,. celui des poids atomiques. Désignations mauvaises, en ce sens qu’elles semblent inviter à prêter aux nombres proportionnels une signification qu’ils ne possèdent pas. En effet, des poids de deux corps représentés par leurs nombres proportionnels ne si équivalent pas vis-à-vis d’un troisième, et la poids atomiaue n’a rien à faire avec l’ancienne hypothèse sur la matière, la fameuse théorie atomique dont j’ai signalé les origines au début de ce chapitre.
Des deux systèmes, le second prévaut actuellement, ajuste titre. La notation équivalente, suffisante pour la chimie inorganique, devenait incertaine pour la chimie organique, alors que la notation atomique se prête admirablement à tous les cas.
56. — Le tableau suivant présente, avec leurs symboles, leurs poids atomiques et leur valence, dont je parlerai tout à. l'heure, les soixante-cinq éléments.
Noms des éléments.
Symboles.
Poids
atomiques.
Valence.
Aluminium
Al
Antimoine (Stibium) . . .
Sb
3 ou 5
Argent
Ag
Arsenic
As
Azote (Nitrogène)
Az ou N
1, 3 ou 5
Baryum
Ba
Bismuth
Bi
3 ou 5
Bore '
Bo ou B
Brome
Br
1, 3,5 ou 7
Cadmium
Gd
Calcium
Ca
Carbone
Cérium
Ce
Cæsium
Cs
Chlore
1, 3, 4, 5 ou 7
Chrome
Cr
2, 3 ou 6
Cobalt
Co
Cuivre
Cu
1 ou 2
Didyme
Di
Erbium
Er
Étain
Sn
Fer
Fe
2 ou 3
Fluor
1, 3, 5 ou 7
Gallium
Ga
Glucinium (Béryllium)..
Gl ou Be
Hydrogène
Indium
In
Iode
1, 3, 5 ou 7
Iridium
Ir
2 ou 4
Lanthane
La
Lithium
Magnésium
Mg
Manganèse
Mn
2, 3, 4, 6 ou 7
Mercure (Hydrargyrum).
Hg
1 ou 2
Molybdène
Mo
Nickel
Ni
2, 3 ou 4
Niobium
Nb
3 ou 5
Or
Au
Osmium
Oi
2, 4, 6 ou 8
Oxygène
Palladium
Pd
2 ou 4
Phosphore
3 ou 5
Platine
Pt
2 ou 4
Plomb
Pb
2 ou 4
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| Noms des éléments.
Symboles.
Poids
atomiques.
Valence.
Potassium (Kalium)
llnodium
Rh
2 ou 4
Rubidium
Rb
Ruthénium
Ru
2 ou 4
Sélénium
Se
2, 4 ou 6
Silicium
Si
Sodium (Natrium)
Na
Soufre
Strontium
Sr
Tantale
Te*
3 ou 5
Tellure
Te
2, 4 ou 6
Thallium
Tl
1 ou 3
Thorium
Th
Titane
Ti
Tungstène (Wolfram) . .
W ou Tu
4 ou 6
Uranium
4 ou 6
Vanadium
3 ou 5
Ytterbium
Yb
Yttrium
Zinc
Zn
Zirconium
Zr
57. — En outre de ces désignations caractéristiques, il y a lieu encore de considérer la fonction chimique des corps, c’est-à-dire l’ensemble des propriétés communes qu’ils peuvent avoir et qui servent de caractéristique. Les fonctions chimiques peuvent être tout d’abord groupées suivant les réactions que quelques corps, solubles dans l’eau, exercent sur la teinture du tournesol. Ce sont les fonctions : acide , base , sel.
Acides. — La teinture végétale de tournesol, naturellement bleue, passe au rouge si on l’additionne de quelques gouttes de vinaigre. Ce corps étant, en latin, désigné par le mot acetum , on a nommé acides tous les corps qui agissent sur la teinture de tournesol à la manière du vinaigre.
Bases. — La teinture de tournesol rougie par un acide peut être ramenée au bleu par les dissolutions de certaines substances. Celles qui jouissent de cette propriété ont reçu le nom de bases.
Sels. — Ce sont les corps qui résultent de Y action d’un acide sur une base. Par exemple, lorsque dans une teinture de tournesol rougie par un acide on ajoute une base jusqu’au moment où la teinte bleue reparaît, et qu'à ce moment on évapore le liquide, il restera au fond du vase une matière, le plus souvent cristallisée, et qui, redissoute dans l’eau, se trouvera sans action sur la teinture de tournesol, qu’elle soit rouge ou bleue. Ce corps est un sel.
Par cet exemple, et par ce qui a été dit plus haut, les corps peuvent donc se combiner et former des corps composés. Afin de les distinguer, de 'eur constituer un état civil, on a établi une nomenclature chimique par laquelle on donne aux corps composés des noms indiquant les éléments dont ils sont formés et les proportions dans lesquelles ces éléments se trouvent combinés. C’est à l’initiative de Guyton de Morveau que nous devons cette nomenclature rationnelle.
Les noms des corps simples sont choisis arbitrairement; presque toujours, cependant, ils sont formés de mots grecs ou latins rappelant une de leurs propriétés. Quant aux corps composés, il y a lieu de considérer : les composés binaires, les composés oxygénés, les composés ternaires.
58. — Composés binaires. — Ils se divisent en composés non acides et composés acides.
Pour les composés binaires non acides , on prend le nom de l’un des deux éléments auquel on ajoute le suffixe ure et l’on énonce ensuite le nom du second élément.
Dans le cas où il existerait plusieurs composés de ces deux mêmes éléments, on se sert, pour les distinguer, des préfixes proto (un), sesqui (un et demi), bi (deux), tri (trois), té Ira (quatre), penta (cinq), indiquant combien d’atomes du premier corps sont combinés à un atome du second. Pour formuler une telle dénomination, on juxtapose les symboles des corps simples, en exprimant par un chiffre placé à droite, et un peu au-dessus du symbole de chacun d’eux, en manière d'exposant, combien d’atomes de ces corps sont entrés dans la combinaison.
Si le composé provient d’un métal ou d’un métalloïde, c’est le symbole du métal qui est mis le premier; si le composé provient de deux métalloïdes, on place, en premier, le
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nom du métalloïde qui occupe la première place dans le tableau d’ordre des métalloïdes et qui est le suivant :
Fluor, Chlore, Brome, Iode;
Oxygène, Soufre, Sélénium, Tellure;
Azote, Phosphore, Arsenic;
Carbone, Silicium;
Bore ;
Hydrogène.
Ainsi, par exemple :
BaCl
Chlorure de baryum.
FeS
Protosulfure de fer.
Fe2S3
Sesquisulfure de fer.
FeS2
Bisulfure de fer.
Sulfure de carbone.
Pour les composés binaires acides , étant tous formés d’hydrogène combiné avec un autre élément, on les nomme hydracides . Il y a lieu de remarquer qu’on ne connaît pas d’élément fournissant deux hydracides. Afin de constituer le nom d’un tel composé, on fait suivre le mot acide du nom de l’élément combiné à l’hydrogène auquel on ajoute le suffixe hydrique. Exemple :
HCl Acide chlorhydrique.
59. — Composés oxygénés. — Il y a lieu, comme dans le cas précédent, de les subdiviser en composés non acides ou acides.
Les composés non acides , c’est-à-dire, basiques ou neutres, se groupent sous l’appellation générale d ’ oxydes. On les dénomme en faisant suivre le mot oxyde du nom de l’élément combiné à l’oxygène. Dans le cas où plusieurs oxydes d’un même corps existeraient, on place devant le mot oxyde un préfixe indiquant la quantité d’oxygène qu’il renferme.
Exemple :
ZnO Oxyde de zinc.
MnO Protoxyde de manganèse.
MnO3/2 ou Mn203 Sesquioxyde de manganèse.
Mnû- Bioxyde de manganèse.
Les composés acides se subdivisent en plusieurs classes.
suivant quïl existe un, deux, ou plusieurs composés pour l’élément considéré.
1° Existence d’un seul composé oxygéné acide.
A la suite du mot acide, on met le nom de l’élément combiné à l’oxygène additionné du suffixe ique. Exemple :
GO2 Acide carbonique.
2° Existence de deux composés oxygénés acides.
On opère comme ci-dessus, mais en réservant le suffixe ique pour le plus riche en oxygène et en employant le suffixe eux pour l’autre. Exemple :
AzO6 Acide azotique.
AzO3 Acide azoteux.
3° Existence de plus de deux composés oxygénés acides. En outre des suffixes ique et eux , on emploie les préfixes, hypo et hyper ou per pour distinguer les différents composés. Exemple :
3 Composés.
Acide ique.
Acide hypo ique.
Acide eux.
• 4 Composés.
Acide ique.
Acide hypo ique.
Acide eux.
Acide hypo eux.
5 Composés
Acide per ique.
Acide ique.
Acide hypo ique.
Acide eux.
Acide hypo eux.
Actuellement, on tend de plus en plus à réserver le mot acide pour les corps formés par l’union d’un composé oxygéné avec une certaine quantité d’eau, réservant le nom à' anhydrides aux composés anhydres correspondants. De là, réduction à deux classes des composés oxygénés: 1° les anhydrides , susceptibles de s’unir à l’eau pour former un acide ; 2° les oxydes , comprenant les autres composés binaires oxygénés.
Ainsi, on dit indifféremment :
AzO6 Acide azotique ou anhydride azotique.
AzO3 Acide azoteux ou anhydride azoteux.
60. — Composés ternaires. — La nomenclature des composés ternaires se subdivise en trois classes : les acides, les bases, les sels.