BROME

IODE

Pour nous rendre compte des fonctions chimiques de tous ces corps, c'est-à-dire du rôle qu'ils jouent dans les combinaisons, considérons, en premier lieu, leurs composés hydrogénés. Nout avons les séries suivantes :

IIH

IPAz

Hydrogène.

Eau.

Ammoni.nque.

H'-Pli

Hydrogène protocarboiiiié

Acide chlorliydriquc.

Hydrogène sulfuré.

Ilydrogiine pliosplioré.

ll*Si

HBr

W-Se

IPAs

Hydrogène silicié

Acide romhydriqiie.

llydroçine séléniè.

Hydrogène arsénié.

HI

II'-Te

IPSb

Acide iodliydnque.

llydrofîéne telluiié.

Hydrogène anliniouiè.

HFl

.yiidc fluorhydrique.

THÉORIE DE L'ATOMICITÉ. 239

On voit que les groupes précédemment établis sont caractérisés par la composition des combinaisons hydrogénées. Tandis que les corps du premier groupe s'unissent à l'hydrogène atome par atome, ceux du second groupe prennent deux atomes d'hydrogène, ceux du troisième en prennent trois, ceux du quatrième en prennent quatre pour former des combinaisons hydrogénées. Nous en tirons cette conséquence que les atomes de ces métalloïdes sont loin d'être équivalents en ce qui concerne leur puissance de combinaison pour l'hydrogène.

Les atomes du chlore, du brome, de l'iode, s'équivalent entre eux, sous ce rapport, car chacun d'eux s'unit à 1 atome d'hydrogène.

Les atomes de l'oxygène, du soufre, etc., s'équivalent entre eux, car chacun d'eux se combine avec deux atomes dhydrogène.

Les atomes de l'azote, du phosphore, de l'arsenic, de l'antimoine, s'équivalent entre eux, car chacun d'eux s'unit à trois atomes dhydrogène.

Enfin les atomes du silicium et du carbone s'équivalent entre eux, car chacun d'eux peut s'unir à quatre Llomes d'hydrogène.

Mais il est évident, d'un autre côté, que les atomes du chlore, de l'oxygène, de l'azote, du carbone, ne sont pas équivalents entre eux, en ce qui concerne leur pouvoir de combinaison pour l'hydrogène, puisqu'ils s'unissent à un nombre différent d'atomes de ce corps. A cet égard on peut dire que

1 atome de chlore équivaut à 1 atome d"hydrogêne,

1 atome d'oxygène — 2 atomes —

1 atome d'azote — ô atomes —

1 atome de carbone — 4 atomes —

On le voit, la capacité de combinaison qui réside dans les atomes de ces corps simples et qui fait qu'ils attirent les atomes d'hydrogène, est évidemment inégale. Abstraction faite de son intensité, celte force s'exerce à des degrés divers, car elle parvient à anne.\er à 1 atome de chlore, d'oxygène, d'azote, de carbone, 1, 2, 3 ou 4 atomes d'hydrogène.

Ce nombre d'atomes d'hydrogène mesure le degré de cette force qui réside dans les atomes, de cette capacité de combinaison qu'ils exercent les uns à l'égard des autres. Nous dirons donc, résumant ce qui précède, que

Les atomes du chlore sisnt monoatomiques ou univalents-

Les atomes de l'oxygène. . . .diaiomiqiies ou bivalents

Les atomes de l'azote . . . .triatomiques ou triialenls.

Lea atomes de carbone . . . .tilratomiqucs ou quadrivalentê.

et nous nommons atomicité la capacité de combinaison des atomes, qui se mnnifesto d'une manière si différente suivant la nature de ces atomes. L'atomicité est donc la valence des atomes : elle est simple ou multiple, et si nous la considérons dans son premier degré, nous dirons que les atomes de chlore et les atomes d'hydro- },'ène sont ainsi faits qu'un seul atome de l'un attire un seul alomc de l'autre. Parle fait de leur combinaison ils échangent en quelqua sorte une unité de saturation et dans la combinaison du chlore avec l'hydrogène deux de ces forces se neutralisent, deux unités de saturation ou valences sont -échangées : les atomes de cldore et d'hydrogène sont univalents.

Plus complexe est la force qui réside dans un atome d'oxygène. Elle est capable dattirer deux atomes d'hydrogène. Elle représente le second degré de la capacité de combinaison et nous pouvons dire que dans chaque atome d'oxygène résident deux atomicités, qui sont satisfaites ei échangées lorsque cet atome attire deux atomes d'hydrogène. Par le fait de cette combinaison, il y a donc échange de 4 atomicités ou valences.

Poursuivant ce raisonnement, nous dirons qu'une triple capacité de combinaison réside dans un atome d'azote lorsque cet atome attire 5 atomes d'hydrogène, et que, dans celte combinaison, G atomicités sont échangées.

■ Enfin que le carbone tétratomique est pourvu de 4 atomicités qui sont échangées contre les 4 atomicités qui résident dans 4 atomes d'hydrogène.

Si nous représentons par un trait d'union cette neutralisation réciproque ou cet échange de deux unités de saturation, nous aurons les formules suivantes :

U-Cl H-O-H Az^ U-n-H

Acide clilorhydrique. Eau. H H A

Ammoniaque' Hydrogène,

prolocarboné.

On voit que, dans les formules de l'eau, de l'ammoniaque, de l'hydrogène protocarboné, les éléments polyatomiqucs, oxygène, azote, carbone, constituent en quelque sorte le noyau autour duquel les autres atomes se groupent avec symétrie.

Un arand nombre d'autres corps possèdent la môme constitution

I nue les précédents. Il est évidenl, en effet, que daru cettx-ci nous

I pouvons substituer à un élément donné un autre élément de même valence, sans troubler l'équilibre des atomicités.

De fait, si nous supposons le clliore, Toxygéne, l'azote, le carbone, remplacés par des éléments de même valence, nous aurons

I les séries des composés hydrogénés que nous avons considérées page 258. Tous les corps qui font partie de la même série appartiennent au même type. Ils renferment le même nombre d'éléments

; échangeant un égal nombre de valences.

Conformément au principe de substitution énoncé plus haut, il est évident que dans les composés hydrogénés dont il s'agit, nous pouvons supposer l'hydrogène remplacé par un autre élément monoatomique, sans que les composés ainsi formés cessent d'appartenir aux types primitifs.

A ce point de vue, un grand nombre de corps possèdent la même constitution, la même structure moléculaire que l'acide chlorhydrique, l'eau, l'ammoniaque, l'hydrogène protocarboné. Tels sont ceux dont les noms sont inscrits au tableau suivant, dans la même colonne verticale.

TVPE IICl

iT?K e*o

Cl-Cl

Chlore libre.

Eau.

K-Cl

Cl-O-T.l

Ctilorure de potassiuii.

An'iydride h)pocliloreux.

Io;:ure de potassium.

Hydrate de potassium

Ag-I

loiiure d'argent.

Ag-O-Ag Oxyde d'argent

Tmn*Az

ttpbCO'

tu

Cl-C-Cl

Amidiire de potassium.

Tétrachlorure

de carbone.

Cl-ii-Cl

CÎ Cl

Trichlonirc

de p.'iosphore.

Chlorure de silicium.

cf h

Trichlorure d'antimoine.

fl-à-e h

Hydrogène silicié.

Tous ces corps appartiennent aux types IlCl, H-0, IFAz, U*G dont les trois premiers ont été établis par Gerhardt et qui ont leur raison d'être dans l'atomicité des corps simples, c'est-à-dire dans la valence de leurs atomes mesurée, dans les cas présents, par le nombre des atomes d'hydrogène qui y sont combinés.

Un atome d'oxygène vaut deux atomes d'hydrogène ou 2 atomes de chlore. Aussi pouvons-nous remplacer, dans les combinaisons précédentes, 2 atomes de chlore par un atome d'oxygène sans que l'équilibre des atomicités soit troublé. Ainsi aux chlorures SiCl*, CCI* correspondent les oxydes SiO-, CO* qui appartiennent au même type. Les 4 valences qui résident dans un atome de silicium ou dans un atome de carbone sont saturées parles 4 valences qui résident dans 2 atomes d'oxygène.

Les trichlorures de phosphore PhCl^ et d'antimoine SbCi^ inscrits au tableau précédent donnent lieu à une remarque importante : ils ne sont point saturés de chlore et donnent, en absorbant deux atomes de ce corps, les pentachlorures

l'hCls et SbCls.

Ainsi, tandis que le phosphore épuise sa puissance de combinaison pour l'hydrogène en fixant 5 atomes de cet élément dans PhlP, il n'épuise sa capacité de combinaison pour le chlore que lorsqu'il en a fixé 5 atomes : s'il joue, da:is l'hydrogène phosphore ou dans le trichlorure de phospliore, le rôle d'un élément trivalent, il est quinlivalent dans le pentachlorure.

11 résulte de ces faits qu'il est souvent difficile de mesurer d'une manière absolue la capacité de combinaison qui réside dans un atome ; car cette capacité varie suivant la nature des éléments sur lesquels elle s'exerce. L'affinité est une force élective. Un élément donné n'attire pas tous les autres avec une égale facilité ; il semble en choisir quelques-uns de préférence, en négliger d'autres. Avec celui-ci il forme une seule combinaison ; avec cet autre, il en donne plusieurs.

L'azote l'orme avec l'hydrogène une seule combinaison, l'ammoniaque AzlP, qui ne peut plus fixer de nouveaux atomes d'hydrogène. Saturé d'hydrogène dans l'ammoniaque, il ne m.anifeste, visà-vis de cet élément, que trois valences. Mais présentez à l'ammoniaque un corps autre que l'hydrogène, l'acide chlorhydrique, par exemple, elle s'y combinera pour former du chlorhydrate d'ammoniaque ou chlorure d'ammonium. Si sa capacité de combinaison est épuisée pour l'hydrogène 1111, elle ne l'est point pour l'hydrogène uni au chlore llCl. Ainsi un atome d'azote possède d'autres affinités que celles qu'il manifeste pour l'hydrogène dans l'ammoniaque. Si l'azote est trivalent dans l'ammoniaque, parce qu'il y

est uni à 5 atomes monoatomiques, il se comporte comme un élément quintivalent dans le chlorure d'ammonium.

Nous pouvons exprimer le rôle que jouent les éléments polyatomiques dans les combinaisons par des accents, qui marquent le degré de l'atomicité. On comprend le sens des formules suivantes :

ÔH» AzHs AzlI*Cl PhCl' fhCI» t'Ô»

Eau. Ammoniaque. Chlorhydrate Trichlorure. Pentachlorure Acide

d'ammoniaque, de phosphore, de phosphore, carbonique.

Dans ces combinaisons, nous l'avons fait remarquer plus haut, les cléments polyatomiques forment en quelque sorte le noyau autour duquel d'autres éléments viennent se grouper. C'est là une notion importante, puisqu'elle nous conduit à déterminer la constitulion des molécules, c'est-à-dire le groupement des atomes dans ces dernières. Seules, les considérations que nous venons de présenter sur le rôle des éléments dans les combinaisons permettent d'aborder cette grande question ; seules, elles conduisent à établir les rapports qui existent entre les atomes dans les combinaisons, à délerminor leurs positions relatives, à dévoiler, en un mot, la shniclure moléculaire.

Les développements suivants montreront qu'il en est ainsi.

Reprenons quelques-unes des combinaisons citées plus haut et que nous avons prises pour types.

Dans l'eau, l'oxygène bivalent fixe 2 atomes d'hydrogène. Un atome d'oxygène peut fixer deux éléments univalents quelconques, formant ainsi des combinaisons appartenant au même type que l'eau; mais il ne saurait annexer en même temps un élément univalent et un élément bivalent. En d'autres termes, nous pouvons supposer un atome d'hydrogène de l'eau remplacé par un atome de chlore, de brome, d'iode, de potassium, mais non par un atome d'oxygène, et, si un second atome de ce dernier élément venait à se souder à l'oxygène de l'eau, on voit qu'il resterait une unité de saturation ou valence libre qui pourrait être satisfaite par de l'hydrogène

11 en résulterait du peroxyde d'hydrogène ou eau oxygénée.

Eau. Peroxyde d'hydrogène

Nous en tirons cette conséquence que, dans le peroxyde d'hydro

gène, les deux atomes d'oxygène sont en rapport l'un avec l'autre en se soudnnt, ils perdent ciiacun une valence, les deux autres étant satisfaites par de l'hydrogène.

Des considérations analogues sont applicables aux composés oxygénés du chlore.

On peut envisager l'acide hypochloreux comme du chlore uni à un groupe 011

ci-d-u — ci(o;i)'

acide liypocliloiciix

Dans ce composé le chlore échange avec l'oxygène du groupe 011 une unité de saturation, comme il en échange une avec l'hydrogène dans l'acido chlorhydrique: il est moiiootomique ou univalent. Dans

I acide chlorique il est uni à 2 atomes d'oxygène et à un groupe OU.

II échange 4 atomicités avec l'oxygène et une avec ce groupe 011 :

UÔ«(OII)'

acide cliloriqiie.

Il manifeste donc 5 atomicités ou valences dans l'acide chlorique. Il en manifeste 7 dans l'acide pcrchlorique

ci0''(0H)

Sans vouloir étendre ces considérations, choisissons un dernier exemple.

Dans riiydrogène phosphore, un atome de p'nosphore est uni à 3 atomes d'hydrogène : il ne manifeste que 3 valences. Ces 5 valences ne sauraient neutraliser celles qui résident dans 5 atomes d'oxygène bivalent, puisque ceux-ci sont en possession de G valences. Si donc 3 atomes d'oxygène bivalent étaient unis à un seul atome de phosphore trivalent, il est clair que 3 valences ou unités de saturation demeureraient libres dans les 3 atomes d'oxygène Dans l'acide phosphoreux PhO^U^, ces trois valences sont salislailes par 3 atomes dhydrogène. Kous pouvons supposer que dans la molécule de ce composé le phosphore forme le noyau autour duquel viennent se grouper les 5 atomes d'oxygène, chacun de c"ux ci étant rivé, de son côté, à un atome d'hydrogène.

Ce groupement atomique est indiqué dans les formules suivantes ; II ou

* p'h Ph