THÉORIE MOLÉCULAIRE OU ATOMIQUE

par leur poids et peut-être par d’autres propriétés, on s’explique les dissemblances que les corps présentent entre eux. Si lesatomes sont juxtaposés dans les composés, et s’ils reprennent leur liberté quand les composés se détruisent , on se rend un compte parfait des combinaisons et des décompositions chimiques. Si les atomes sont insécables, s’ils ont un poids invariable, si les combinaisons résultent de leur juxtaposition, il en résulte que les combinaisons ne peuvent avoir lieu qu’en proportions définies, et que dans le cas où deux corps s’unissent pour former plusieurs combinaisons, celles-ci ne s’effectuant que par la juxtaposition de 1,2, 3, etc., atomes de l’un des corps à 1, 2, 3 atomes du second, si l’on prend le poids de l’un d’eux comme constant, les poids du second seront multiples les uns des autres. Donc l’hypothèse des atomes (153) rend compte de la loi des proportions multiples et définies. Enfin, si ces atomes se déplacent et se remplacent, on est conduit à la loi des équivalents, car il est clair que si les poids des atomes de brome et de chlore sont entre eux comme a et 6, il faudra faire intervenir précisément b de chlore pour chasser a de brome, .ce qui revient à dire que les équivalents ne sont que la représentation des atomes. En un mot, si Ton admet l’existence des atomes, les phénomènes de la chimie se peignent à l’esprit avec une netteté parfaite.

Pendant la publication du Nouveau système , Gay-Lussac fit connaître ses belles recherches sur l’extrême simplicité qui existe , d’une part, entre les volumes des gaz qui se combinent, et, d’autre part, entre ces volumes et le volume du composé gazeux produit (68). Rattachant cette découverte à la conception des atomes, il émit cette hypothèse que les volumes simples, suivant lesquels les corps, envisagés à l’état gazeux, se combinent, nous font connaître le nombre relatif d’atomes pour lequel chacun des corps entre dans la combinaison. Ainsi, de ce que 1 volume d’oxygène s’unità 2 volumes d’hydrogène pour former l’eau, il en conclut que 1 atome d’oxygène s’unit dans ce cas à 2 atomes d’hydrogène. Cette hypothèse emprunte un grand appui à ce fait expérimental que les densités

gazeuses et les poids atomiques des corps les mieux connus, l’oxygène, l’hydrogène, l’azote, le chlore, le soufre, etc., se confondent dans un même nombre, si on les rapporte à une même unité, à 1 d’hydrogène par exemple : ce qui amène à conclure que les atomes des corps occupent tous le même volume gazeux ou que sous le même volume il y a le même nombre d’atomes.

Dalton rapportait les atomes aux poids et c’est ce qu’on appelle aujourd’hui les équivalents. Gay-Lussac les a rapportés aux poids relatifs des volumes des gaz qui se combinent : l’équivalent de l’hydrogène est l’unité de poids de ce corps, et c’est à cette unité qu’on ramène tous les équivalents. Le poids atomique de l’hydrogène est le poids de 1 volume de ce gaz, c’est à cette unité qu’on ramène tous les poids atomiques.

En équivalents l’eau est formée de 1 d’hydrogène et de 8 d’oxygène, parce que c’est 8 d’oxygène squi s’unit à 1 d’hydrogène qui est l’unité.

En atomes l’eau est formée de 2 d’hydrogène et de 16 d’oxygène parce que l’unité est le poids de \ volume ou 1 atome d’hydrogène, et qu’il y a 2 volumes ou 2 atomes d’hydrogène, dans la plus petite quantité d’eau qui puisse exister et qu’on a nommée la molécule de l’eau.

661. Base delà théorie atomique ou moléculaire. — NOUS avons fait connaître l’hypothèse d’Avogrado et d’Ampère qui sert de base à la théorie moléculaire (153) ; nous n’y reviendrons donc pas. Nous allons seulement montrer que cette théorie respecte la division des métalloïdes en familles naturelles, et qu’elle présente de grands avantages pour l’explication des faits.

Unité des atomes. — L’atome d’hydrogène est, comme son équivalent, égal à l’unité, et représenté par le symbole H (153).

662. Première famille des métalloïdes. — 1 volume d’hydrogène exige 1 volume de chlore pour se saturer , car l’acide chlorhydrique formé, outre qu’il est très-stable, est le seul composé du chlore. On en conclut que 1 atome d’hydrogène et 1 atome de chlore s’unissent pour constituer

LEÇONS DE CUIMIE. ■- T. I. 41

l’acide chlorhydrique. Puisque l’atome d’hydrogène pèse 1 et qu’il s’empare de 35,5 de chlore, on admet que :

1° 35,5 est le poids atomique du chlore (ce poids, étant égal à l’équivalent, est représenté, comme ce dernier, par le symbole Gl);

2° le poids moléculaire de l’acide chlorhydrique est 36,5;

3° la formule moléculaire de cet acide est H Gl ;

4° cette formule représente deux volumes de vapeur. Gela signifie, répétons-le encore, que cette formule représente un poids de ce corps qui occupe le meme volume que 2 d’hydrogène (p. 171).

Pareillement,

l’atome du fluor Fl = 19 = 1 vol.

» du brome Br= 80 = 1 vol.

» de l’iode I = 1 27 = 1 vol.

Les poids atomiques de ces corps se confondent donc avec les équivalents.

663. Deuxième famille. — 1 volume d’oxygène exige 2 volumes d’hydrogène pour se saturer, car l’eau formée est le seul composé stable de l’oxygène et de l’hydrogène. On en conclut qu’il y a dans l’eau un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène. Puisque les deux atomes d’hydrogène pèsent 2 et qu’ils se combinent à 16 d’oxygène, on admet que :

1° 16 est le poids atomique de l’oxygène et l’on représente ce poids par O;

2° le poids moléculaire de l’eau est égal à 2 -f- 16 ou 18;

3° la formule moléculaire de l’eau est H2 O;

4° cette formule représente deux volumes de vapeur, comme celle des hydracides de la première famille (153).

Pareillement.

l’atome du soufre, = 32,00 == 1 vol.

» sélénium, -S-e = 79,50 = 1 vol.

» tellure, Te = 129,00 = t vol.

Donc, les atomes des corps de la deuxième famille des métalloïdes sont égaux au double de leurs équivalents.

664. Troisième famille. — 1 volume d’azote et I volume de phosphore et d'arsenic s’unissent à 3 volumes d’hydrogène pour former 2 volumes d’ammoniaque, de phosphure et d’arséniure d’hydrogène gazeux. On admet (654) que dans ces composés trois atomes d’hydrogène sont unis à 1 atome de chacun des éléments. Comme trois atomes d’hydrogène pèsent 3, et que ce poids est uni dans ces composés à 14 d’azote, à 31 de phosphore, à 75 d’arsenic, on en déduit que :

1° 14 d’azote,® 31 de phosphore, 75 d’arsenic sont les poids atomiques de ces corps, et l’on représente ces poids, comme leurs équivalents, par les symboles Az, Ph, As.

2° Az H3, Ph H3, Az H3 sont les formules moléculaires des composés hydrogénés,

3° ces formules représentent deux volumes de vapeur,

comme les formules de l’eau et de ses analogues,

comme les formules de l’acide chlorhydrique et de ses analogues (153).

Les poids atomiques des corps de cette famille sont donc égaux à leurs équivalents.

Remarque. — Un volume de chlore saturant un volume d’hydrogène, un volume d’oxygène saturant deux volumes d’hydrogène, un volume d’azote saturant trois volumes d’hydrogène, on dit que les corps de la première famille sont monatomiques, que les corps de la deuxième sont diatomiques et que les corps de la troisième sont triatomiques.

Le poids atomique du carbone est le double de son équivalent, c’est-à-dire il est égal à 12, parce que c’est le poids 12 de carbone qui s’unit à 4 d’hydrogène pour former la molécule du carbure saturé d’hydrogène, le protocarbure d’hydrogène : le carbone est donc tétratomique. Nous avons vu que le silicium est tétratomique comme ce dernier.

Les corps composés sont, comme les corps simples, doués d’atomicités différentes. Ainsi, l’hydrogène bicarboné U3 H4 est un corps diatomique. En effet, lorsqu’on l’attaque parle chlore, il forme le composé U2 H4 Cl3, en prenant une quan tité de chlore double de celle que prend l’atome d’hydrogène

H. Cette diatomicité se remarque dans tous ses dérivés : il donne naissance à un alcool diatomique, découvert par M. Wurtz et nommé par lui glycol , qui fournit deux séries d’éthers avec les acides monobasiques, etc.

Au contraire, l’hydrogène protocarboné G H4 est monatomique, car il ne remplace qu’un seul équivalent d’hydrogène et fournit un alcool monatomique.

665. lia formule des composes binaires et des substances organiques représente généralement deux volumes de vapeur»

Nous venons de constater que :

H G., H -S-. H -S-e. H Te = 2 vol.

H Fl- H Cl. H Br. H I — 2 vol.

Az Fl3. Ph H3. As H3. = 2 vol.

11 en est de même pour les autres corps binaires, et l’on prend pour poids moléculaire d’un corps la quantité qui occupe le même volume que 2 d’hydrogène.

Telle est la raison pour laquelle on attribue

au protoxyde d’azote la formule. . . . Az1 Cf

au bioxyde % Az O

à l’acide hypoazotique la formule. . . Aza G4

à l’hydrogène protocarboné G H4

à l’hydrogène bicarboné G* H4

à l’oxyde de carbone GG

Non-seulement les poids moléculaires des composés binaires correspondent à 2 volumes de vapeur, mais encore ceux de la presque totalité des substances organiques’, qu’elles soient binaires, ternaires ou quaternaires, qu’elles renferment à peine quelques atomes dans leur molécule ou qu’elles en contiennent une grande quantité, représentent 2 volumes de vapeur. Cette règle s’étend donc à l’immense majorité des corps. Parmi les exceptions nous citerons l’acide sulfurique monohydraté et les sels formés par les hydracides avec l’ammoniaque et les bases analogues, dont les formules correspondent à 4 volumes. On avait pensé que ces exceptions provenaient

de ce que ces corps se réduisaient en leurs éléments aux températures où l’on déterminait la densité de vapeur, mais les expériences de M. Gahours, de MM. Henri Deville et Troost ne sont pas favorables à cette opinion.

666. JLe système atomique peint le rôle des corps. — Dans le système atomique :

l’acide azotique monohydraté a pour formule. H Az O3 l’azote de potasse » » » K Az G3

le sulfate de potasse neutre a pour formule R2 G2 G3 » » » » acide » » » (R H) -S- O3

l’acide sulfurique a pour formule H2 G- G4

le sulfate de potasse neutre » » » K2 -S- g4

le sulfate » acide » » » (K H) -S- G4

» » de chaux » » » Ga -S- g4*

Ces formules (un peu bizarres de prime abord, parce qu’on est habitué à d’autres formules) ont l’avantage de faire saisir : 1° le rapport entre les acides et les sels; 2° le rôle monatomique de l’acide azotique comparé au rôle diatomique de l’acide sulfurique; 3° l’analogie de constitution des sels neutres et des sels acides; 4° le rôle monatomique du potassium comparé au rôle diatomique du calcium. Car G-a remplace K2 dans le sulfate neutre de potasse et (K -+- H) dans le bisulfate de potasse.

Au point de vue pratique, la notation en atomes simplifie beaucoup les calculs, et permet de ne pas surcharger lamémoire des élèves d’une foule de nombres, car nous avons montré (153) que les poids atomiques se confondent avec les densités et les poids moléculaires avec le double de ces densités, si l’on rapporte les densités à 1 d’hydrogène.

Il est très-facile de passer des équivalents aux poids atomiques : on double les nombres qui représentent les équivalents de l’oxygène, du soufre, du sélénium, du tellure, du carbone, du silicium, et de tous les métaux, sauf ceux du potassium, du lithium, du sodium, de l’argent, de l’antimoine et du bismuth qui se confondent avec les équivalents ainsi que les poids atomiques, des autres métalloïdes.