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III. Le nouveau système 4e poids atomiques eat en harmonie avee les relations qui existent entre les densités des gaz et des vapenrs et leurs poids moléculaires. —

1° Considérons d’abord les relations découvertes par Gay-Lussac entre les densités des gaz simples et leurs poids atomiques. Sauf quelques exceptions, ces densités sont proportionnelles aux poids atomiques, de telle sorte que si, au lieu d'être rapportées à l’air, elles étaient rapportées à l’hydrogène, pris pour unité, les mêmes nombres exprimeraient les densités et les poids atomiques. Le tableau suivant fait voir qu’il en est ainsi (1):

Densités des gaz Densités

Noms des corps simples. ou des vapeurs rapportées Poids atomiques, rapportées à l’air, à l’hydrogène.

Hydrogène 0,0693 1 1

Oxygène 1,1056 15,9 16

Azote 0,9714 14,0 14

Soufre (à 1000°) 2,22 32,0 32

Chlore 2,44 35,2 35,5

Brome 5.393 77,8 80

Iode 8,716 125,8 127

C’est, sur cette corrélation remarquable entre les

(1) Pour rapporter les densités ries gaz à celle de l’hydrogène, il suffit de les multiplier par 14,44 qui est le rapport de la

densité de l’air à celle de l'hydrogène.

densités et les poids atomiques qu’est fondée principalement cette célèbre proposition d'Ampère etdeBerzelius : volumes égaux des gaz renferment le même nombre d'atomes. Un atome des gaz précédents répond à un volume. Nous verrons que, légèrement modifiée, cette proposition s’applique aussi aux gaz composés.

Mais nous ne devons pas passer sous silence les exceptions que l’on a constatées à la loi précédente. Le phosphore, l’arsenic, le mercure, le cadmium s’en écartent. Les densités de leurs vapeurs, rapportées à celle de l’hydrogène, ne se confondent point avec leurs poids atomiques; elles présentent seulement un rapport simple avec ces mêmes poids atomiques.

Voici les chiffres qui le démontrent :

Densités de vapeur Densités de vapeur

Noms des corps simples. rapportées rapportées Poids atomiques.

à l’air. à l’hydrogène.

Phosphore 4,42 63,8 31

Arsenic 10,6 153 75

Cadmium 3,94 56,9 112

Mercure 6,976 100,7 200

On voit que les densités de vapeur du phosphore et de l’arsenic conduiraient à des poids atomiques doubles de ceux qu’on admet pour ces éléments, et que, au contraire, les densités de vapeur du cadmium et de l’arsenic donneraient des poids atomiques moitié moins grands que ceux que nous avons admis. En d’autres termes, les deux premières densités de vapeur sont deux fois trop fortes; les deux secondes sont deux fois trop faibles, et tandis que les atomes des autres gaz correspondent à i volume, ceux du phosphore et de l’arsenic correspondent à ^ volume; ceux de mercure et du cadmium correspondent à deux volumes.

Pour le phosphore et pour l’arsenic, l’anomalie est

de même nature que celle que présente la vapeur du soufre à 500°; mais les vapeurs des deux premiers éléments ne paraissent pas, comme celle du soufre, se détendre à des températures plus élevées, de manière à être ramenées à la densité normale. Il est possible d'ailleurs que ce phénomène de délente ne commence, pour ces vapeurs trop condensées, qu’à des températures inaccessibles à nos moyens d’investigation.

Le mercure et le cadmium, auquel il faut joindre probablement le zinc, présentent une anomalie inverse; leurs vapeurs sont trop peu condensées, à l’étal de libre.

Nous essayerons plus loin d’interpréter ce fait en comparant ces métaux à certains radicaux de la chimie organique qui.offrent une particularité analogue. Actuellement il nous reste à montrer que ces exceptions ne sont pas un embarras pour la théorie. ■ On les constate lorsqu’on considère les corps dont il s’agit à l’état libre; elles disparaissent lorsqu’on considère ces mêmes corps dans leurs composés les mieux définis. Dans leurs combinaisons avec l’hydrogène, le chlore, le brome, l’iode et avec les radicaux organiques, les corps en question, savoir le phosphore, l’arsenic, le mercure, le zinc, offrent la densité de vapeur normale. Pour montrer qu’il en est ainsi, il convient de rappeler et de bien définir les relations qui existent entre la composition atomique des corps composés et leurs densités à l’état de gaz ou de vapeur.

2° Ces relations sont de la nature la plus simple et on peut les exprimer en disant : que volumes égaux des gaz renferment le même nombre de molécules dans des conditions identiques de température et de pression, et que, par conséquent, les poids moléculaires des corps composés sont proportionnels à leurs densités, à l'état de gaz ou de vapeur. C’est la proposition d’Ampère et

de Berzelius légèrement modifiée dans son énoncé, et qui s’applique, dans cette nouvelle forme, aux gaz simples comme aux gaz composés. 11 s’agit ici de molécules et non pas d'atomes, car il est évident que les gaz composés ne renferment pas toujours , sous le même volume, le même nombre d’atomes, dans le sens que nous avons attribué à ce mot. En effet, nous savons que 2 volumes d’acide chlorhydrique renferment 1 volume ou 1 atome de chlore et 1 volume ou 1 atome d’hydrogène, c’est-à-dire 2 atomes élémentaires ; tandis que 2 volumes d’ammoniaque renferment \ volume ou 1 atome d’azote et 3 volumes ou 3 atomes d’hydrogène, c’est-à-dire, en tout, 4 atomes élémentaires. L’expérience nous apprend, d’un autre côté, que 2 volumes d’acide chlorhydrique se combinent avec 2 volumes d’ammoniaque. Nous sommes ainsi conduits à envisager la quantité d’acide chlorhydrique qui renferme 1 atome de chlore et 1 atome d’hydrogène et qui correspond à 2 volumes, comme représentant 1 molécule de cet acide, et à envisager la quantité d’ammoniaque qui renferme 1 atome d’azote et 3 atomes d’hydrogène et qui correspond à 2 volumes comme représentant I molécule d’ammoniaque. Ainsi l’acide chlorhydrique et l’ammoniaque renferment, sous le même volume, un nombre égal de molécules et il en est ainsi des autres gaz composés.

Pour l’acide chlorhydrique et l’ammoniaque, que nous continuons à prendre comme exemples, les poids moléculaires correspondent par conséquent aux poids de 2 volumes de chacun des gaz, c’est-à-dire à leur double densité, car la densité représente le poids de 1 volume (ou de l’unité de volume). Si donc les densités de ces deux gaz étaient exprimées par rapport à l’hydrogène, qui représente l’unité dans le système des poids atomiques, il suffirait de doubler les nom-

bres exprimant ces densités pour obtenir les poids moléculaires. Cela revient à dire que pour trouver ceux-ci il faudra multiplier les densités, déterminées par rapport à l’air, par deux fois le rapport de la densité de l’air à la densité de l’hydrogène, c’est-à-dire par

Effectuons en conséquence les calculs que nous venons d’indiquer, non-seulement pour les corps composés, mais encore pour les éléments, et groupons les corps de manière à faire ressortir certaines analogies Nous trouverons ainsi les poids moléculaires de tous ces corps; nous pourrons construire leurs formules; nous pourrons vérifier si les poids atomiques déduits des densités de vapeur des corps composés, se confondent avec ceux que nous avons admis précédemment. Dans le tableau suivant les chiffres inscrits dans la troisième colonne représentent les doubles densités

(1) On peut établir ce facteur par un antre raisonnement : volumes égaux des gaz simples ou composés renferment le mémo nombre de molécules; donc, les poids moléculaires sont proportionnels aux densités. Ainsi, la densité de l’acide chlorhydrique est à lu densité de l’hydrogène, comme le poids moléculaire de l'acide chlorhydrique est au poids moléculaire de l’hydrogène : ce dernier est = 2, car il correspond à deux atomes. Le poids moléculaire de l’acide chlorhydrique se déduit, par conséquent, de la proportion suivante :

d’où

Ainsi, pour trouver les poids moléculaires, il sufGt de multiplier les

densités par le rapport constant = 28,88. Le numérateur 2 1 n 0,0693 ’

représente ici le poids moléculaire de l'hydrogène. Nous avons indiqué plus haut les considérations qui ont amené Ampère, M. Dumas et Gerhardt à envisager l'hydrogène libre c’est-à-dire la molécule d’hydrogène comme formée de 2 atomes. Le même point de vue a été appliqué à d’autres corps simples.

des substances volatiles, rapportées à l’hydrogène; ces chiffres concordent sensiblement avec ceux qui sont inscrits dans la quatrième colonne et qui représentent les poids moléculaires déduits des considérations chimiques.

Doubles densités Poids

Moins de» corps.

Densités.

rapportées à

l'hydrogène.

molécu-

laires.

Formule».

Hydrogèno

Chlore

Cl*

Brome

Br*

Iode

Cyanogène

Cy*

Méthyle

Me»

Hydrure de méthyle

MeH

Éthyle,

El*

Oxygène

Soufre

Eau

Hydrogène sulfuré

ll'S

Acide sulfureux