NON COMPOSÉS

Hydrogène

Oxypène........

Azote

Soufre (à lOOQo).

Chlore

BIRSITtS RiPPORTiES

K L HYDROGENE .

POIDS ATOIIIQGI.

r* LEÇON. — CHALEURS SPÉCIFIQUES. 15

Ces exemples, nous l'avons déjà dit, s'appliquent aux gaz et aux vapeurs simples ; voyons ce qu'il en est des gaz et des vapeurs composés.

L'expérience montre que 2 volumes, ou deux atomes d'hydrogène, en se combinant avec un volmne, ou un atome d'oxygène, donnent naissance à une quantité d'eau qui, réduite en vapeur, représente, toute correction faite, 2 volumes. Ces deux volumes constituent ce que Ton appelle une molécule d'eau, dont le poids doit être égal à la sonmie des poids des trois atomes qui la composent. En effet, si l'on multiplie la densité de la vapeur d'eau = 0,6235 par deux fois le rapport de la densité de l'hydrogène à celle de l'air = 14,44, on a la densité de cette vapeur considérée par rapport à la densité de l'hydrogène prise pour unité. En opérant ainsi on obtient 18 = 0,6235 X 28,88.

Le nombre 18 exprime donc le poids d'une molécule d'eau, ou, si Ton yeni, le poids moléculaire de Teau, poids qui se compose de celui

de 2 atomes d'hydrogène =2 et 1 atome d'oxygène... = 16

Ce qui e'st vrai pour l'eau l'étant aussi pour tous les gaz et toutes les vapeurs composés, on peut admettre : 1° que les gaz et les vapeurs, à volume égal, renferment le môme nombre de molécules; 2" que chacune de ces molécules occupe 2 volumes , si un atome d'hydrogène occupe un volume ; 3*» que le poids de 2 volumes d'un gaz ou d'une vapeur composés représente le poids de leur molécule, celui d'un volume d'hydrogène étant 1 ; ce qui revient à dire que le poids de 2 volumes d'un gaz ou d'une vapeur composés n'est en définitive que la double densité de ce gaz ou de cette vapeur rapportée à l'hydrogène.

Voilà comment se trouve établie la proportionnalité entre les densités, le poids des atomes et le poids des molécules des corps gazeux.

20. liOi de Dalong et Petit, ou loi des chaleurs spécifiques. — Nous venons de voir que les découvertes de Gay- Lussac ont prêté un appui considérable à la théorie atomique de Dalton; mais, n'allant pas au delà des substances gazeuses, ou vaporisables, elles ne sont d'aucun secours pour la détermi-

16 r® LEÇON. — LOIS DE DULONG ET PETIT.

nation des poids atomiques d'un bon nombre de corps simples qui ne peuvent être réduits à l'état de gaz. C'est à Dulong et Petit qu'était réservé l'honneur de remplir cette lacune, en 1820, par leur découverte de la loi dite des chaleurs spécifiques.

On sait qu'on entend par chaleur spécifique d'un corps le rapport entre la quantité de chaleur nécessaire pour élever de \ degré la température d'un certain poids de ce corps, et la quantité de chaleur qu'un môme poids d'eau exige pour augmenter sa température d'un degré. Ainsi, par exemple, on dit que la chaleur spécifique du mercure est 0,0333, parce que pour augmenter la température actuelle de ce métal de 1 degré, il lui faut 30 fois moins de chaleur que pour un même poids d'eau.

Après avoir déterminé la chaleur spécifique de plusieurs corps simples, Dulong et Petit remarquèrent qu'en multipliant le poids atomique de ces corps par leur chaleur spécifique, on obtient un produit constant ; en d'autres termes, ces savants découvi'irent que les chaleurs spécifiques des corps simples, solides ou liquides, sont en raison inverse des poids atomiques de ces corps. Mais les déterminations exécutées par Dulong et Petit n'étaient pas toujours rigoureuses; les nombres atomiques qu'ils adoptèrent pour leurs calculs n'étaient pas exacts non plus, et souvent ils n'exprimaient que l'équivalent, d'où il résultait que la loi était en défaut, ou n'était souvent que fort peu approximative. Cependant l'éveil était donné ; d'autres physiciens, par suite de recherches plus exactes faites par eux sur des corps dont l'atome chimique était incontestablement connu, trouvèrent que le produit constant indiqué par Dulong et Petit, et que l'on appelle chaleur atomique, devait être exprimé par 6,4, c'est-à-dire le double de la valeur que ces deux savants lui avaient d'abord assignée ; ensuite, ils firent le raisonnement suivant. Si la chaleur spécifique multipliée par le poids atomique donne un produit sensiblement constant, en divisant ce produit par la chaleur spécifique; on doit trouver le poids atomique. Par conséquent, s'il suffît de connaître la densité d'un gaz simple pour savoir quel est le poids de l'atome de ce gaz, pareillement il suffit de connaître la chaleur spécifique d'un corps solide simple pour savoir quel est le poids de son atome.

Ce résultat est trop important pour qu'on ne le rende pas saisissablepar un exemple. On sait que la chaleur spécifique du

r* LEÇON. — MOLÉCULES DES CORPS SIMPLES. 17

soufre entre 0° et 100<» =0,2026; divisons par ce nombre la chaleur atomique, qui est constanmient égale à fi, 4, nous aurons au quotient 31,58, nombre très- rapproché de 32, poids atomique du soufre déduit de la densité de sa vapeur déterminée à 1006°. On voit que la méthode de Dulong et Petit, une fois modifiée et perfectionnée, aurait pu servir à montrer que le véritable atome du soufre n'était pas 16, comme on l'avait cru tant qu'on avait confondu l'atome de ce corps avec l'équivalent.

21. Molécules des corps simples. — Jusqu'à présent nous n'avons pu rattacher la notion de molécule qu'à celle de corps composé. 11 nous reste à voir que cette notion peut s'étendre aux corps simples dont nous venons d'admettre les atomes.

Que les gaz et les vapeurs soient simples ou composés ; qu'jls soient formés d'atomes ou de molécules, toujours est-il qu'ils sont tous soumis aux mômes lois physiques, et que, sous le même volume, ils contiennent le môme nombre d'atomes et de molécules; et rien ne serait changé si l'on supposait que les gaz et les vapeurs indécomposables sont eux-mêmes formés de molécules composées d'atomes homogènes.

Voyons, comme exemple, de quelle manière on peut admettre que la molécule d'hydrogène est composée de deux atomes. Si l'on considère le poids de l'hydrogène qui entre dans des substances gazeuses à molécule connue, on trouve des séries, dont le plus grand commun diviseur est J : or, dire que l'hydxogène a un atome qui pèse 7-, c'est dire que son atome pèse la moitié moins que sa molécule. Donc la molécule d'hydrogène pèsera 2 si l'atome de ce môme corps pèse 1, ainsi que tout le monde en est convenu, et dès lors la molécule de l'hydrogène sera formée de deux atomes ; mais si la molécule d'hydrogène est formée de deux atomes ou volumes, la molécule de tous les gaz simples sera composée de deux volumes, précisément comme la molécule des gaz composés. La méthode de détermination devra nécessairement ôtre la môme que celle que nous suivons pour les gaz et les vapeurs composés ; c'est-à-dire, que l'on obtient le poids moléculaire d'un corps simple en multipliant par 28,88 la densité de vapeur de ce corps prise relativement à l'air. Nous résumerons tout ce que nous avons dit sur la molécule chimique et sur son poids, en disant que tous les corps ont un poids moléculaire corref^pondavi à 2 volumes de vapeur.

Mais tous les corps simples ne sont pas susceptibles de passer à l'état de vapeur; pour ceux-ci le pQJdw»«J444laire restera donc

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iS f LEÇON. — MOLÉCULES DES CORPS SIMPLES.

inconnu ou du moins incertain. Cela est vrai jusqu'à certain point pour leâ corps qui ne peuvent pas contracter de combinaisons bien définies : toutefois^ parmi eux on en trouve qui laissent devine i- leur molécule ; mais, dans le cas contraire, on peut déduire la poids moléculaire des corps non vaporisables de celui d'autres corps vaporisables avec lesquels ils ont une grande ressemblîince chimique, et cela par des procédés dont la description sort du cadre de ces leçons. En d'autres termes, on pourrait utiliser L'isomorphisme pour déterminer la molécule coimueon l'a déjà utilisé pour déterminer l'équivalent.

Si nous insistons sur la signification chimique du mot molécule, c'eïil que cette signification, une fois bien comprise, dissipe laÈ doutos que pourrait inspirer la simple notion d'atome. Un exenipk^ ne sera pas inutile : supposons que nous ayons seulement VuUg de l'atome, et que nous disions qu'un atome ou un voluiue d'hydrogène se combine avec un atome ou un volume de chlore pour former deux atomes ou deux volumes d'acide chïorhydrique. Cet énoncé ne manquera pas de nous choquer; car, forcés d'admettre que chaque atome ou volume d'acide chlorhydrique doit être composé d'un demi-atome ou d'iui demi-volume de chacun des deux gaz, nous nous demanderotis co que c'est qu'un atome qui se divise en deux; s'il est divisible, il n'est plus atome. Mais si, au lieu de faire agir des atomcSj nous faisons agir des molécules qui se composent d'atomcii, tout s'éclaircit. En effet, les molécules de l'hydrogène et du chîore renfermant chacune deux atomes, on conçoit qu'en sû f:fï[iibinant elles donnent naissance à une molécule d'acide t^hloitiydiique renfermant un nombre égal d'atomes de chlore et d'iiyilrogène.

Nous pouvons désormais nous faire une idée exacte de la différence qui existe entre l'atome, la molécule et l'équivalent.

Vatoma est la plus petite quantité d'un élément qui puisse ps-ister dans un corps composé, comme masse indivisible, par les forces cliîmiques. (Wurtz.)

La moiècule est un groupe d'atomes formant la plus petite quantité d*un corps simple ou composé qui puisse exister à l'état libre, entrer dans une réaction, ou en sortir. (Wurtz.)

KéquivaJmt est le rapport pondérable d'après lequel les corps se combinent entre eux et se remplacent dans les combinaisons.

Le tableau suivant comprend tous les corps simples connus jusqu'à ee jour, avec l'indication numérique du poids de leur