Cuivre, argent

Composés binaires, oxydés.

De la formule AO. — I. Chaut, magnésie, protoxyde de fer, protoxyde de manganèse, oxyde de zinc, etc. 1 Baryte, strtmtiane, protoxyde de plomb, et chaux.' DektfbrttHa!eR*0».— 1. Aluiûto», peroxyde de fèr, seapnoxyde de manganèse, sesquioxyde de chrome, se* quioxyde die titane.

2w Oxyde aatimonique — acide araénisui.

De la formule R 0*. — Acide titanique — acide rtannique. De la formule R*05. — Acide phosphorique et acide arsénique. De la formule R 03. — 4. Acide suif urique — acide sélénique — aoide chromique — acide manganique. 2. Acide tungstique, acide molybdique.

Compotes binaires suifûrés.

De la formule R*S». — Sesquisutfuœ d'antimoine —ee^qttiaulfiire d'arsenic.

De la fonnule R* S. — Sulfure de cuivre, sulfure d'argent.

Maintenant, tontes les fois qu'une analyse d'an minéral sera

eBtnpKqtttie par la reneomre simultanée de plusieurs radicaux $

'bases <m atides, faisant partie dfun de* groupes ptécédems, voici

COMPOSITION DBS MINÉRAUX. £St

la règle que Ton suivra pour la calculer. On rassemblera toutes les bases (plus généralement, tous les éléments ou composés binaires) qui appartiennent à un même groupe , c'est-à-dire , qui sont isomorphes entre elles; et, sans vouloir les calculer cha* cune pour son compte particulier, on traitera toutes celles d'un même groupe comme si elles étaient de même nature » ou comme si elles étaient associées et solidaires entre elles, cher* chant seulement à déterminer le nombre total d'atomes, ou, d'après la loi de Berzélius, la quantité totale d'oxygène ou de soufre qu'elles peuvent fournir en commun. En procédant ainsi, on trouvera, si l'analyse est exacte, qu'elles donnent toutes à la fois le même nombre d'atomes, la même quantité d'oxygène ou de soufre, qu'une seule d'entre elles donnerait pour la quan* tité d'acide qui correspond à leur ensemble.

Les deux exemples suivants, tirés l'un d'une analyse de calcaire, l'autre d'une analyse de grenat, feront comprendre la règle précédente, et montreront toute l'importance de pareils calculs.

Supposons qu'on ait analysé un de ces calcaires spathiques, mêlés de carbonate de fer et de manganèse, qui sont communs dans certains filons, et qu'on ait trouvé le résultat suivant :

Oxygène. Acide carbonique. .... 42,42 . 30,47 \

Chaux , . . . 38,94 11,06 ( 4B «»

Protoxyde de fer 11,54 2,63 i '

Protoxyde de manganèse. 7,03 1,56 )

Si l'on calcule les quantités d'oxygène contenues dans chaque proportion d'acide ou de base, ce qui est facile, parce que toutes les tables de poids atomiques font connaître combien il y a d'oxygène dans cent parties d'un acide ou d'une base quelconque, on obtiendra les nombres de la dernière colonne, qui, d'après la loi de Berzélius, devraient être entre eux dans des rapports simples. Il n'en est rien cependant, si on les compare entre eux d'une manière immédiate : mais, d'après la règle des combinaisons isomorphiques, les trois bases fournies par l'analyse appartenant à un même groupe d'isomorphes, ne doivent pas figurer dans cette comparaison» chacune séparément et pour son propre compte, mais bien toutes ensemble; on doit les considérer comme associées et comme étant solidaires,

Cours de Minéralogie. Tome 1. 31

48s UVBS II. CHAPITRE I.

comme apportant chacune son contingent d'oxygène dans la mise totale. Si Ton fait la somme des trois quantités d'oxygène qui leur appartiennent, on obtient, ainsi qu'on le voit ci-dessus, le total i5,25, qui est à très-peu près la moitié de la quantité d'oxygène 3o,47 contenue dans la proportion d'acide. Le rapport qui exprime la loi de la combinaison est donc celui de 2: 1, comme dans les carbonates neutres de chaux, de fer et de manganèse. Le minéral analysé a donc pour formule Gr, dans laquelle r représente un mélange de (Ca, Fe, lin), équivalent à un même nombre d'atomes de Tune quelconque de ces bases.

Voici un second exemple, tiré des grenats, qui sont des silicates à bases d'alumine et de chaux, ou de leurs isomorphes. Le plus simple de tous les grenats, au point de vue de la composition chimique, serait celui qui ne contiendrait qu'une seule base sesqui-oxyde, comme i'aluniine, et une seule base monoxyde, comme la chaux. Un pareil grenat existe, et il est appelé grenat de chaux ou grossulaire. Il est composé ainsi :

Oxygène. Rapports simples

Silice 40,frl * 21,04 \ .... 2

Alumine 22,41 10,46 { .... i

Chaux 37,28 10,47 )....!

On voit que les quantités d'oxygène de l'acide et des bases sont entre elles comme 2, 1 et 1, en sorte que ce grenat peut être représenté par la formule Si' il Ca* (formule naturelle ou pratique), cm bien, eu la dédoublant par le partage de l'acide

entre les deux bases Si AI + SiCa§ (formule rationnelle ou théorique).

Supposons maintenant qu'on ait analysé un de ces grenats colorés, si communs dans les collections de minéralogie, et

qu'on ait obtenu le résultat suivant :

Oxygène- Silice 38,61 20,06

Alumine. 16,65 7,27 }

Peroxyde de fer 7,33 2,25 ) '

Chaux. *. . . . 28,80 8,14

Protoxyde de fer 6,35 1,44 10,04

Protoxyde de manganèse. . 2,17 0,40

Ce grenat renferme cinq hases différentes, mais qui appartiennent à deux groupes seulement de bases isomorphes, savoir: les 4eus hases sesquioxydes (alumine et peroxyde de fer), et

COMFOSITION BBS MINÉRAUX. 4^3

les trois bases monoxydes (chaux, protoxyde de fer et protoxyde de manganèse). 11 faut donc traiter séparément, d'abord les deux premières, et puis les trois autres, comme si celles d'un même groupe n'en faisaient qu'une seule. En procédant ainsi, on trouve 10,02 pour l'oxygène des deux premières, et io,o4 pour l'oxygène des trois autres ; et comparant alors entre elles les trois quantités 20,06 ; 1 0,02 ; et 1 o,o4, on voit qu'elles sont comme les nombres 2, 1 et 1, ce qui prouve que le grenat analysé est constitué suivant la même loi que le grenat simple appelé grossulaire ; et il en serait de même de tous les autres grenats, quelles que fussent leurs couleurs accidentelles.

§ 3. Composition typique , ou moléculaire.

Abordons maintenant une dernière considération d'une grande importance en minéralogie, c'est celle des types de combinaison, des types moléculaires, envisagés non pas seulement sous les rapports de la forme purement géométrique, mais encore sous le rapport de Ui structure mécanique et de la composition chimique élémentaire. Les analyses chimiques, dont nous venons d'apprendre à calculer et à formuler les résultats, nous font connaître la composition qualitative des minéraux ; elles nous font connaître de plus leur composition moléculaire, mais seulement d'une manière relative. Ainsi, quand nous représentons la composition de la pyrite par FeS*, cela ne veut pas dire que dans la molécule de ce corps il n'y ait qu'un seul atome de fer et deux atomes de soufre; mais cela signifie seulement, que pour chaque atome de fer, qui peut s'y trouver compris, il y a deux atomes de l'autre élément. Nous ignorons quels sont les nombres absolus d'atomes qui entrent dans une molécule de ce composé, et lors même que ces nombres réels seraient précisément ceux que marque la formule , la connaissance de la composition moléculaire ne serait pas encore complète; car, pour qu'elle le fût, il faudrait que nous sussions en même temps quel est l'ordre de combinaison ou d'arrangement des atomes entre eux.

Ainsi, tout n'est pas dit sur la véritable nature chimique d'un composé, quand on a fait connaître ses éléments et leurs proportions relatives ; il faut encore tenir compte et du nombre réel de leurs atomes, et de la manière dont ils sont unis entre eux. Il y a évidemment dans la composition moléculaire des modifications

484 LIVRE II. CttAPlfRE t.

possibles, que l'analyse ne saurait atteindre; et Ton doit de toute nécessité distinguer entre la composition moléculaire réelle, déterminée d'une manière absolue dans son type particulier (composition typique) , et la composition moléculaire apparente ou purement relative , telle que l'analyse nous la donne. C'est faute d'avoir faij cette distinction importante, admise généralement aujourd'hui, qu'il y a eu si longtemps des malentendus entre les chimistes et les minéralogistes au sujet de la composition chimique des minéraux et de la séparation des espèces; mais ces malentendus ont cessé pour la plupart depuis la découverte ou plutôt la reconnaissance formelle du fait, que les chimistes ont désigné parle nom d'isomérie. Ce fait consiste précisément» comme on l'a déjà vu p. 19, dans les différences, chimiques et physiques tout à la fois, qui peuvent exister entre des minéraux, qui, d'ailleurs, donnent le même résultat analyse, et qui, par conséquent, ont même composition chimique relative. De tels composés se nomment des composés isomères.

Les chimistes entendent par différence isomérique, toute modification qui a lieu dans l'intérieur de* la molécule chimique, et qui a pour effet de changer ses réactions, en laissant subsister la nature et les rapports des éléments dont cette molécule est formée, en sorte que le résultat final de l'analyse reste le même. Il résulte de là qu'à leurs propres yeux, l'analyse n'est plus suffisante pour établir les véritables limites des espèces. Us ne reconnaissent que deux cas d'isomérie : celui dans lequel les molécules chimiques ont des poids atomiques égaux, et sont constituées par un même nombre d'atomes arrangés différemment entre eux (isomérie simple), et celui dans lequel les molécules chimiques ont des poids atomiques différents, mais multiples (isomérie multiple), et doivent par conséquent renfermer des nombres d'atomes qui soient eux-mêmes multiples et par conséquent différents. Exemples du premier cas d'isomérie : les deux acides tartrique et paratartrique ; les deux acides cyanique et fulminique. Exemple du second cas : les acides gallique et ulmique. Les deux sortes d'isomérie d'ailleurs doivent toujours se manifester par des propriétés chimiques diverses.

Ce sont bien là en effet toutes les modifications qui peuvent avoir lieu au-dedans des molécules chimiques, sans qu'elles aient d'influence sur le résultat de l'analyse. Mais, en dehors de ces premières molécules, dans les groupes secondaires, qui en sont formées, et que nous avons appelées molécules physiques, ou

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COMPOSITION DIS MINBBAUS» 4^5

même dans la masse que ces molécules constituent par leur arrangement en commun, ne peut-il pas y avoir d'autres modifications capables d'entraîner des changements notables dans les propriétés physiques, par exemple dans la forme cristalline, sans en produire de sensibles dans les propriétés chimiques , et sans influer aucunement sur le résultat de l'analyse? De pareilles modifications, soit dans la constitution des molécules physiques, soit seulement, comme le veulent les chimistes, dans la structure et la densité du corps, existent bien réellement, et ce sont elles qui produisent les différences de forme et de caractères physiques que l'on observe dans le calcaire et l'arragonite, dans les deux sulfures de fer, etc. Mais, dans tous les cas de ce genre, les chimistes supposent que les modifications ont lieu en dehors des molécules, et n'influent que sur leur arrangement dans la masse générale ou sur leur cristallisation; et, admettant dans ce cas l'unité de molécules, et par conséquent de substance, ils disent de celle-ci qu'elle est dimorphe ou /?olymorphe , c'est-à-dire susceptible de plusieurs modes différents de cristallisation ; ils n'attribuent donc pas au dhnorphisme la même valeur qu'à l'isomérie, en ce qui concerne la séparation des espèces ; et ils sont portés à établir une distinction tranchée entre les deux sortes de modifications, isomériques et polymorphiques; toutes deux ont cela de commun, qu'elles n'apportent aucun changement dans les résultats des analyses; mais elles auraient pour caractères distinctes de donner lieu, l'une à des changements dans les propriétés chimiques, et l'autre à des changements dans les seules propriétés physiques.

Mais, est-il possible que la même substance chimique, la même espèce minérale puisse, sans éprouver de modification dans son type moléculaire» cristalliser sous une forme dans de certaines circonstances, et dans d'autres sous une forme incompatible avec la première? un changement dans les conditions physiques ou chimiques peut sans doute déterminer une modification dans le groupe moléculaire, du genre de celles que nous avons désignées sous le nom d'isomérie simple, mais moins profonde et moins stable : en sorte qu'on peut dire à la rigueur que le* mêmes groupes d'atomes, sans augmenter ni diminuer de poids, mais en éprouvant une légère déformation, cristalliseront tantôt dans un système et tantôt dans un des systèmes voisins. Mais il nous parait peu probable que, sans aucune altération dans leur forme propre, des molécules absolument identiques puissent ainsi

4*6 ntu 11. eatortK* i.

changer de rôle, dans l'acte de la cristal! isattoti. Il nous est impossible de faire accorder ce prétendu fait avec cette conformité de symétrie qui doit toujours exister entre la forme de la mole* cule cristalline et celle du cristal lui - même, ainsi que nous l'avons établi dans nos considérations sur la structure.

Nous ne pouvons donc admettre avec les chimistes qu'il n'y ait rien de changé dans le groupe moléculaire des substances dimorphes ; que le dimorphisme soit un fait particulier, entière* ment distinct de l'isomérie, et qu'il (aille ériger, tout aussi bien que ce dernier fait, en nouveau principe. Nous pensons au contraire que ce qu'on a voulu exprimer par le mot de dimorphisme, n'est qu'un cas particulier d'isomérie, qui peut s'expKquer par une modification dans le type de la molécule cristalline, et doit s'expliquer ainsi, jusqu'à la preuve du fait contraire. Seulement, ce nouveau cas d'isomérie se rapporterait cette fois à la molécule physique, et non à la molécule chimique, comme les cas d'isomérie ordinaire, et pour cette raison môme, ne pourrait se manifester d'une manière bien évidente que par des caractères physiques et notamment par une différence dans la forme cristalline. Au reste, de l'aveu même des chimistes, il est impossible d'établir de limite bien tranchée entre les cas de dimorphisme et ceux d'isomérie proprement dite : et telle modification qu'ils ont cru devoir rapporter au premier genre, pourrait bien n'être qu'une isomérie chimique, moins profonde et moins stable que les autres» qui disparaîtrait par le seul fait de la fusttn ou de la dissolution des deux corps, en sorte que la différence qui établissait l'individualité de ceux-ci, n'existe plus au moment où le caractère chimique se manifeste. On peut donc, jusqu'à ce qu'on ait fourni la preuve du contraire, considérer le dimorphisme comme se rapportant, d'une manière ou d'une autre, au principe de l'isomérie. Quant à un dimorphisme réel et indépendant, comme serait celui d'une seule et même substance, dont les molécules physiques et chimiques ne varieraient pas, et qui, néanmoins, cristalliseraient tantôt en cubes, et tantôt en rhomboèdres ou en prismes rectangles, c'est jusqu'à présent un fait purement hypothétique.

Le dimorphisme ne sera donc pour nous que l'hétéromorphisme qui résulte de tout changement dans la forme et la symétrie des molécules; et les modifications polytnorphiques nous conduiront, tout aussi bien que les différences isomériques, à établir des distinctions d'espèce entre les minéraux. Nous aurons occa-

CMBACfflhn» CBfMlQtMI. 4*7

sion de revenir su* ce fait particulier dans les chapitres où nous traiterons des rapports entre la composition chimique et la forme cristalline, et des règles relatives à la spécification et à la classification en minéralogie.