CHAPITRE IL Examen de la théorie mécanique

Art. F''. Le MëcanisiME en Chimie.

Les poids atomiques. La plus petite quantité de matière dans laquelle un élément peut se résoudre par les procédés connus, porte le nom d'atome. Mais le poids de l'atome n'est pas identique dans les différentes espèces de corps. La chimie compte actuellement soixante-dix corps simples dont chacun possède son poids atomique spécifique. Tous ces poids sont échelonnés entre celui de l'Hydrogène, qu'on représente par L et celui de l'Uranium, qui répond à 240 ; l'atome du Soufre pèse 32, du Zinc 65, de l'Argent 108, du Plomb 196, etc. La masse de ces unités élémentaires varie donc d'une substance à l'autre, et l'atome de l'Uranium paraît énorme relativementàceluide l'Hydrogène ; cependant l'un n'est pas plus susceptible d'être fractionné que l'autre.

Le mécanisme nous fournit-il la raison de ce premier fait? Dans cette théorie, on ne peut invoquer que la masse ou le mouvement local, car ce sont les deux seules réalités auxquelles elle prétend ré-

duirc l'univers matériel. Mais si la matière de tous les corps était vraiment homogène, on no voit pas comment clic résisterait différemment aux forces de désagréf:ation ; la division devrait atteindre partout les mornes limites. Le mouvement local, de son coté, n'assurerait pas davantage la constance du fait mentionné : il subit, on effet, des variations con.stantes dans les atomes qu'il anime, et peut rencontrer un autre mouvement plus intense (|ui vienne fractionnel' la mas.so atoniique.

Mais, dira-t-on, les atomes actuels ne seraient-ils pas eu.\-mèmcs formés d'atomes plus ténus ? Dès lors. f|u'y aurait-il d'étonnant que leur constance dépendit de cette agrégation primitive? 11 est aisé de voir qu'une telle hypothèse recule la question sans la résouilre. Affirmer on effet que tel nombre d'unités associées ])lut6t que tel autre se maintient dans un état d'équilibre permanent, c'est affirmer l'indivisibilité des atomes chimiques sans en donner d'autre cause physique que l'homogénéité de leur masse et la variabilité de leurs mouvements.

L'affinikK Four peu ((uc l'on considère les combinaisons qui se réalisent dans la nature ou le laboratoire du chimiste, on remarque aisément que les corps ne présentent pas la môme aptitude à échange!' leur activité. Certains éléments se combinent si facilement, qu'il suffit de les mettre en

contact pour que la réaction se produise; d'autres requièrent le secours des agents les plus énergiques, tels que 1 électricité ou la chaleur; il en est enfin qu'on ne parvient jamais à associer, quel que soit le procédé employé.

De plus, si l'on examine les éléments dont l'union se révèle comme la plus naturelle et la plus stable, on constate aussi qu'ils diffèrent considérablement entre eux au point de vue de leurs caractères chimiques et phA^siqucs.

Cette propriété en vertu de laquelle des corps de nature différente tendent à former certains composés déterminés, s'appelle Vaffoiité. On la définit communément : l'aptitude des contraires à se combiner (1). - L'affinité, écrit M.Wurtz, c'est l'énergie chimique ; elle détermine l'intensité et le sens des réactions, et la mesure par les effets thermiques que ces réactions produisent (2). y Les corps les plus aptes à la combinaison déterminent en effet la plus grande quantité de chaleur.

Bref, chaque substance inorganique possède une affinité élective. Ce fait paraît se concilier bien difficilement avec la théorie mécanique. L'univers, dit celie-ci, ne contient que des groupements d'atomes identiques toujours agités par le mouvement ; l'énergie chimique n'est qu'un mouvement communiqué ou une résultante de plusieurs mouvements dans les masses plus complexes. S'il en est ainsi, pour-

(1) Henry. Précis lie chimie générale, p. 57.

(2) La théorie atomifiiip. p, 1(55.

quoi donc iin corps donné viendrait-il exercer son activité sur tel élément et non sur tel autre? Une fois le contact réalisé, ne faut-il pas que la collision ait lieu quelles que soient d'ailleurs les niasses qui se rencontrent?

Une combinaison, dit-on. requiert l'érjuilibrc interatomique ou moléculaire, et les atomes suscejitiblcs de la réaliser doivent pouvoir accommoder leurs mouvements.

Mais cette condition mémo n'est-cllc pas réalisable par des masses quelconques? Considérons en effet deux atomes animés de mouvements différents, soit en direction, soit en vitesse, soit en intensité. On ne voit aucun obstacle à ce que ces corps finissent par se rencontrer à la suite d'impulsions extérieures ou de la résistance d'autres corps placés dans leur voisina-zc. Dès lors, comme la nature, de l'avis des mécanistes. tond à prendre toujours l'état d'équilibre, il est naturel qu'après un certain nombre de chocs, ils harmonisent leurs mouvements en donnant nai.ssance à des phénomènes thermiques qui seront le signe de leur affinité mutuelle. Or, si l'union de ces deux atomes doués de n'importe quel mouvement peut réellement avoir lieu, pourquoi ne pourrait-elle pas exister entre n'importe quelles masses atomiques?

Sans doute on se soustrait facilement à la dithculté en disant avec Claude Bernard : l'affinité n'est qu'un vain mot (1). Mais supprimer le mot n'est pas sup-

(1) Leçons de physi(|ue générale. IX. p. 208.

primer le fait dont il est l'expression plus ou moins exacte. Ce fait est indéniable ; tous les chimistes d'ailleurs le reconnaissent. « L'affinité , dit encore M. Wurtz, est pour le chimiste quelque chose de bien déterminé... Il sait à la vérité que dans les phénomènes chimiques les forces physiques interviennent d'une façon non douteuse, qu'il y a une grande part à faire dans la réaction du Chlore sur l'Hydrogène à la chaleur et à la lumière...; mais toujours est-il qu'il se croit en droit de distinguer... ce qui porte l'H^'drogène sur le Chlore de tout autre agent naturel et c'est cela qu'il désigne sous le nom d'affinité. «

L'impuissance du mécanisme à expliquer cette aptitude spéciale des êtres inorganisés se manifeste peut èti^e mieux encore par la considération d'une loi générale qui régit les combinaisons. Nous l'avons vu précédemment: les phénomènes thermiques qui accompagnent les réactions sont la principale mesure des affinités. Un examen comparatif de ces mêmes phénomènes a permis d'énoncer ce principe d'une importance capitale : - Lorsqu'on présente l'un à l'autre plusieurs systèmes de corps, dans les conditions requises pour que la réaction se produise, la combinaison s'établit entre les corps qui dégagent, en s'unissant, la plus grande quantité de chaleur. -^

Comme le montre clairement cette proposition, non seulement les espèces chimiques ne se rencontrent pas au hasard, mais elles tendent à for-

mer les syndu'scs qui leur permettent de déployer avec plus d'intensité leurs éner<:ics respectives.

F^li bien ! réduisez avec le mécanisme toutes les propriétés au mouvement. Vous sera-t-il possible de justifier encore cette indifférence mutuelle et constante de certains éléments, cette union si caractéristique de certains autres ? A plus forte raison, combien ne semblera-t-il pas plus étrange que, dans la série de corps qui lui sont sympathiques, chaque substance chimique choisisse toujours et iidailliblement le corps avec le(juel se réalise la combinaison la plus intense i

J/ Atomicité. Les dernières particules des corps que nous nommons atomes n'ont pas la même valeur de combinaison : tandis qu'un atome de Potassium s'unit à un atome de Chlore pour former un chlorure, un atome de Plomb prend deux atomes de Chlore; un atome d'Antimoine en prend trois, il peut même en prendre cinq. Cette aptitude diverse que présentent les corps simples à former des combinaisons plus ou moins complexes avec un autre corps simple, doit être considérée comme une propriété inhérente à leurs dernières particules, et, pour la distinguer de l'affinité qui est la force chimique, on l'a désignée sous le nom ({'atomicité ou valeticc des atomes (1).

(1) La théorie atomiiiue, p. 113.

L'atomicité joue un grand rôle dans la chimie moderne, oîi on l'applique communément selon toute la rigueur des principes du mécanisme. Nous ne pouvons examiner tous les faits en détail. Pour avoir une idée de l'application qu'on en fait, bornons-nous à quelques cas typiques.

Les chimistes regardent le Carbone comme un élément tétravalent : dans certaines synthèses on le trouve en effet associé à 4 atomes d'Hydrogène. Il arrive cependant que 2 atomes de Carbone ne s'unissent qu'à G atomes d'Hj'drogêne : C^ Hg. Quelle est la raison de ce fait? Pourquoi n'en prennent-ils pas 8, puisque chaque Carbone est tétravalent? Cette circonstance est due, dit M. Kékulé, à la propriété qu'ont les atomes de Carl)one de se souder entre eux en échangeant une partie de leur atomicité. Une molécule n'est saturée que lorsque toutes les atomicités qui résident en elle sont satisfaites ; or à défaut d'Hydrogène, les atomes de Carbone se saturent mutuellement.