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fabriquer de nouveau. Cet acide était devenu tellement rare dans le commerce que M. Pasteur n'aurait pas pu s’en procurer des quantités sulfisantes pour ses recherches, même à des prix exorbitants. Par un rare bonheur, M. Kestner en possédait encore plusieurs kilogrammes ; et, par un sentiment de générosité qui complétait cette bonne fortune, il a remis le tout en don à M. Pasteur pour ses travaux. M. Pasteur lui en témoigne sa vive reconnaissance dans son Mémoire, et nous y joignons volontiers la nôtre.
Telle est la circonstance qui a rendu possible le travail si étendu et si complet que nous avons à examiner. Pour le faire avec ordre, nous allons en extraire une série de propositions, qui embrassent toute l’étendue de la découverte, depuis son origine jusqu'à ses derniers résultats actuels. Ces propositions se trouvent successivement énoncées dans le Mémoire de M. Pasteur. Nous ne ferons que les rapprocher, afin qu'on en voie l'ensemble. Nous exposerons ensuite les divers genres de preuves par lesquelles il les établit; et nous rapporterons les expériences que nous avons faites, soit pour vérifier ces preuves, soit pour les compléter. L'Académie aura ainsi une vue générale de ce nouveau chapitre de la chimie, et elle pourra en apprécier toute la valeur. Voici d’abord la série des propositions.
Acide dextroracémique et acide lévoracémique.
Lorsque l’on forme des racémates neutres de soude, de potasse, d’ammoniaque, de plomb, ou encore, un racémate double de potasse et d’antimoine, les solutions qu’on en obtient n’exercent aucun pouvoir rotatoire. Si on laisse l’évaporation s’opérer spontanément, les cristaux progressivement précipités sont, dans chacune, identiques entre eux, quant à la forme, et pour toutes les autres propriétés physiques. Rien ne les distingue les uns des autres que leur grosseur.
Il en est autrement quand on forme des racémates doubles de soude et d'ammoniaque, ou de soude et de potasse, ce qui donne un sel isomorphe au précédent. Dans ces deux cas, les solutions se présentent encore dépourvues de pouvoir rotatoire ; mais les cristaux qui se déposent de chacune, par une évaporation lente et spontanée, sont de deux sortes, qui se distinguent l’une de l’autre par des facettes hémiédriques de sens opposés. Si on les sépare, d’après ce caractère, et qu’on dissolve de nouveau ceux de chaque sorte à part, on obtient deux solutions douées de pouvoirs rotatoires égaux et inverses. Si, au contraire, on les mêle de nouveau à poids égal, et qu'on les redissolve ensemble, on reproduit un système dont le pouvoir rotatoire résultant est nul, comme l'était celui de la solution primitive avant la séparation.
Toutefois, un seul triage, ainsi effectué manuellement, ne serait pas assez rigidement exact pour rétablir ces parfaites conditions d'équilibre. Mais on le rend tel, en redissolvant chaque sorte de cristaux à part, et recueillant ceux qui se déposent de nouveau, avant que la solution soit trop épuisée. Ils se forment alors, généralement isolés et d'une seule sorte;
résultat que l’on facilite encore, et que l’on assure, par certains artifices de manipulations qui sont indiqués dans le Mémoire de M. Pasteur.
D'après cela, on peut dire que le racémate double de soude et d’ammoniaque ainsi que le racémate double de soude et de potasse n'existent pas réellement. Car, en fait, ils n'existent que pour des yeux qui ne sont pas exercés à y distinguer des produits dissemblables.
L'acide propre à chaque sorte de cristaux s’extrait de ces sels comme l'acide tartrique des tartrates analogues, en choisissant les procédés qui donnent le moins de perte. L'un de ces acides exerce la rotation vers la droite, comme l'acide tartrique, avec les mêmes caractères spéciaux de dispersion, avec une énergie absolue égale quand la proportion d’eau est la même; et en présentant les mêmes conditions de variabilité quand la proportion d’eau ou la température varient. Sa densité, sa pyro-électricité, sa composition chimique sont identiques à celles de l’acide tartrique. Il se comporte exactement comme lui en présence des bases alcalines, nous ajoutons et en présence de l'acide borique. Il donne des cristaux exactement de même forme, soit isolé, soit à l’état de combinaison. Enfin, jusqu'à présent, rien ne peut le faire distinguer de l'acide tartrique ordinaire. Toutelois, l’auteur du Mémoire lui donne le nom d’acide dextroracémique pour rappeler son origine, et pour ne pas se prononcer trop hâtivement sur son identité. Nous ferons de même, par les mêmes motifs.
L'autre acide, tiré des cristaux de sorte contraire au précédent, est pareillement identique à l’acide tartrique, conséquemment aussi au dextroracémique, quant à sa densité, sa solubilité et sa composition pondérale. Mais sa forme cristalline propre est l’image du premier, vue dans un miroir. Ses propriétés physiques relatives se ete presque toutes de cette opposition, et la reproduisent. Ainsi, il est pyro-électrique comme l’autre; mais, quand il se refroidit, chaque espèce d'électricité y domine sur des plages contraires. Ses propriétés rotatoires sont pareilles, mais dirigées vers la gauche, comme celles de l’acide tartrique ou dextroracémique vers la droite. Elles s’exercent d’ailleurs avec une énergie égale, avec les mêmes lois de dispersion, en variant de même avec la proportion d’eau et la température. Il manifeste des affections toutes pareilles quand on le met en présence des autres corps. L'auteur le nomme l'acide lévoracémique, ce qui rappelle à la fois son origine et son sens d'action. Ses combinaisons avec les bases alcalines cristallisent sous les mêmes formes que leurs analogues de l'acide dextroracémique, sauf qu'elles portent des facettes hémiédriques de sens opposés, et reproduisent aussi leurs images vues dans un miroir.
L'acide lévoracémique et l’acide dextroracémique étant dissous ensemble, à poids égaux, se combinent immédiatement et reforment l'acide racémique. La solution mixte redevient neutre pour la lumière polarisée. Les cristaux qui se déposent, soit d'elle-même, soit des solutions de sels simples, ou du sel double formé avec la potasse et l’antimoine, ne présentent plus aucune différence extérieure qui les distingue entre eux. La dissymétrie individuelle des deux composants a disparu dans leur réunion. Mais, dans ce rapprochement des deux acides, il s’opère un dégagement sensiblé de chaleur; la solubilité diminue, et les cristaux qui se déposent ultérieu-
rement ont la forme, la composition, ainsi que les propriétés physiques et chimiques qui caractérisent l'acide racémique primitif. Tous ces phénomènes annoncent que les deux acides constituants ne se sont pas simplement mélangés, mais qu'il s’est opéré de nouveau, entre eux, une véritable combinaison. Une expérience aussi délicate que curieuse, rapportée par M. Pasteur, parait même prouver que cette combinaison des deux acides s'opère encore quand ils sont mis en présence de la chaux, non pas isolés, mais déjà individuellement unis aux mèmes bases qui les avaient séparés. Si l’on dissout ensemble, à poids égaux, des cristaux de lévoracémate de soude et d'ammoniaque, avec des cristaux de dextroracémate de même base, et qu'on introduise dans la liqueur un sel de chaux soluble, il se forme immédiatement, ou presque immédiatement, un précipité cristallin qui présente tous les caractères spécifiques du racémate de chaux, tel que le produit directement l'acide racémique non décomposé.
L'auteur du Mémoire a représenté toutes ces similitudes et dissimilitudes de formes cristallines dans un grand tableau figuré, où on les saisit avec évidence au simple aspect. Nous le mettrons tout à l’heure sous les veux de l'Académie. Elle a déjà ici, devant elle, les produits eux-mêmes, en échantillons beaucoup plus nombreux, très purs, et parfaitement cristallisés.
L'ensemble des propositions que nous venons d’énumérer a été établi par M. Pasteur sur trois sortes de preuves : l'étude du pouvoir rotatoire des corps considérés ; leurs analyses chimiques; l’inspection et la discussion de leurs formes à l’état de cristal.
L'étude du pouvoir rotatoire des deux acides peut être abrégée, en s'appuyant sur une condition de connexité mathématique à laquelle leurs effets sont astreints. Puisque l’acide racémique est neutre pour la lumière polarisée, et que les deux acides qui le composent le rétablissent dans cet état quand on les mêle en poids égaux, si ces acides sont individuellement doués de la faculté rotatoire, leurs pouvoirs doivent être de sens contraires, et identiquement égaux entre eux. Il suffit donc d'étudier et de mesurer un seul des deux pour connaitre l'autre par complément. Le même caractère d'opposition et d'égalité doit aussi exister entre les pouvoirs rotatoires des lévoracémates et des dextroracémates, par une raison analogue. Mais toute légitime que füt cette déduction, M. Pasteur ne s'en est pas appuyé. Il a étudié isolément et successivement les pouvoirs propres de ses deux acides, et des sels de deux sortes qu'on en obtient. De manière que ce double travail lui a donné, par analyse et par synthèse, l'épreuve ainsi que la contre-épreuve de toutes les vérités qu’il voulait établir.
Commencant d’abord par l'étude de ses deux acides, voici comment il y a procédé :
Les recherches antérieurement faites sur les solutions aqueuses d’acide tartrique ont prouvé que les valeurs de leurs densités et les proportions de leur dosage sont astreintes à une relation numérique continue, qui est tellement précise que, l’un de ces éléments étant connu, l’autre peut s’en conclure par le calcul, à peu près aussi exactement que par l'expérience immédiate. M. Pasteur a d'abord constaté que cette relation s’appliquait également bien aux solutions formées avec chacun de ses acides ; en sorte
que la même Table de nombres, qu'on avait dressée pour l'acide tartrique, pouvait encore servir pour tous deux.
On avait trouvé pareillement une relation continue entre le dosage des solutions d'acide tartrique et le pouvoir rotatoire absolu que cet acide exerce sur le plan de polarisation du rayon rouge, à chaque température assignée depuis + 6° jusqu'à 26° centésimaux. M. Pasteur a constaté par des expériences nombreuses que la même relation reproduisait aussi les pouvoirs rotatoires absolus de ses deux acides, entre ces limites de température, sans aucun changement dans les nombres. Il a rendu la comparaison encore plus assurée, en donnant à ses solutions des proportions de dosage identiques, ou presque identiques, à celles que l’on avait employées dans les expériences d’où la relation avait été conclue. Alors il à vu se succéder, dans tous les azimuths du prisme analyseur, les mêmes séries de teintes qui se trouvaient consignées dans les tableaux de ces expériences, sans qu'il fût possible de découvrir la moindre différence entre les unes et les autres. Seulement, dans les solutions dextroracémiques, l’identité de succession se manifestait comme dans les solutions tartriques, quand on tournait le prisme analyseur de la gauche vers la droite; et au contraire, dans les solutions lévoracémiques, elle se manifestait quand on tournait ce prisme de la droite vers la gauche, toujours avec une similitude absolue de coloration.
De là, M. Pasteur a conclu que, dans ces phénomènes, la molécule d'acide dextroracémique agit exactement comme une molécule d’acide tartrique; et la molécule d'acide lévoracémique, comme si elle était l’image de l’autre, vue dans un miroir. La conclusion était indubitable, si les faits étaient certains. En conséquence, nous nous sommes attachés à les vérifier.
Les pouvoirs rotatoires des deux acides devant être nécessairement opposés, et complémentaires l’un de l’autre, puisque leur somme est neutre, il suffit d'en étudier un seul. Nous avons choisi le lévoracémique, comme présentant une individualité nouvelle, dont les caractères propres étaient surtout essentiels à constater; et nous allons décrire sommairement les épreuves que nous lui avons fait subir. Les détails numériques de nos expériences sont consignés dans une Note à la suite du Rapport (1).
M. Pasteur nous avait remis une solution de cet acide, qui avait servi à ses recherches. Le volume en était plus que suffisant pour tous les essais que nous voulions tenter ; mais M. Pasteur ne se rappelait plus quel en était le dosage. En conséquence, partant des analogies qu'il avait lui-même constatées, nous nous sommes décidés à le calculer d’après sa densité, comme nous aurions fait pour une solution tartrique; et, ayant mesuré cet élément avec soin, nous l'avons pris pour donnée unique de toutes nos déterminations ultérieures. Une continuité de dérivations si exclusive, se soutenant à travers toutes les applications subséquentes, devait, évidemment,
1. Gette Note a été effectivement rédigée. Mais, après y avoir rassemblé les détails qui nous paraissaient nécessaires pour qu'elle fût utile, elle s'est trouvée trop étendue et trop: chargée de nombres pour pouvoir être convenablement insérée au Compte rendu. Nous aurons prochainement l'occasion de la publier ailleurs.
Elle fut publiée dans les Annales de chimie et de physique, 3 sér., XX VIII, 1850, p. 99- 117, à la suite du Mémoire de Pasteur. (Note de l'Édition.)]
DISSYMÉTRIE MOLÉCULAIRE 229 offrir l'épreuve la plus sévère des identifications que M. Pasteur avait annoncées.
La densité nous a donné, pour les proportions de dosage, 0,42 d'acide, et 0,48 d’eau en poids, avec quelques fractions d'ordres inférieurs, extrémement petites, que nous avons négligées, dans la persuasion que les principales étaient plutôt celles que Dee avait voulu établir. Effectivement, à l’aspect de ces nombres, M. Pasteur s’est rappelé qu'il en était ainsi Nous désignerons cette solution d'acide lévoracémique par la lettre L..
Alors, nous avons formé une solution d'acide tartrique lee à laquelle nous avons donné ces mêmes proportions de dosage, aussi exactement qu'il nous a été possible de le faire par des pesées très précises. Nous désignerons celle-ci par la lettre T..
Les deux solutions L,, T, ont été introduites dans des tubes en cuivre étamé, dont les bouchons mobiles avaient été amenés aux positions précises, qui donnaient aux colonnes liquides une même longueur, égale à 519um 8. Les deux tubes ont été placés à côté l’un de l’autre sur la table de l'appareil de polarisation ; et nous les avons mis en expérience, par alternatives, afin que les conditions de leur température fussent identiques. Les déviations observées dans cette communauté de circonstances se sont trouvées pareillement identiques entre elles, sauf l'opposition de sens, tant pour le rayon rouge que pour la teinte de passage ; et elles se sont aussi accordées toutes deux avec les valeurs théoriques, assignées par les anciennes expériences aux solutions tartriques pour des dosages pareils, à la température où nous opérions. Les petites incertitudes de un ou deux dixièmes de degré que ces observations nous ont offertes, sur des valeurs absolues d’environ 25°, sont difficilement inévitables dans ce genre d’expériences ; et nous n'avons pas jugé utile de chercher à les annuler par des moyennes, ayant en vue des épreuves bien autrement décisives, auxquelles heureusement M. Pasteur n'avait pas songé.
Elles se fondent sur les mutations considérables qu'éprouve le pouvoir rotatoire de l’acide tartrique, lorsqu'on introduit additionnellement l’acide borique dans l’eau où on l’a dissous. Les plus petites quantités d'acide borique, appréciables à la balance, apportent déjà dans ce pouvoir des modifications sensibles à l'œil. On voit qu'il augmente, et que sa spécialité de dispersion commence à s'altérer. Elle n’est plus perceptible quand la proportion de l’acide borique dans la solution mixte s'élève seulement à rw en poids. Dès lors les déviations des divers rayons simples reprennent les lois de dispersion générales ; et leur grandeur absolue croit continèment à mesure que la dose d'acide borique augmente, sans autre limite que celle qui est attachée à sa condition de solubilité. L'influence de la température devient aussi beaucoup moindre que sur les solutions purement tartriques. Le pouvoir rotatoire absolu de l’acide tartrique, dans ces solutions ternaires, varie avec les proportions pondérales des trois éléments qui les composent. Les lois numériques suivant lesquelles ces changements s’opèrent ont été reconnues par l'expérience, sinon pour des proportions quelconques des trois ingrédients, du moins pour les séries de solutions où la quantité absolue de l'acide borique varie seule, relativement aux deux autres: le poids de l’eau et celui de l'acide tartrique conservant un rapport constant
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dans toutes les solutions comparées. Ce fait a été établi par l’expérience, sur trois séries ainsi constituées, pour lesquelles les poids respectifs de l'eau et de l'acide tartrique étaient entre eux comme 1,03673 à 1, 3à 1, 5à 1. Dans ces trois cas, la relation numérique obtenue a été assez continue et assez précise pour que la déviation exercée sur le rayon rouge, par chacune des solutions qui s'y trouvaient comprises, püt s’en conclure aussi exactement que par l'expérience même (1). Quant aux déviations des teintes de passage, leur rapport avec celles du rayon rouge rentre dans les lois communes à la généralité des corps doués de pouvoirs rotatoires. Il est très approximativement
Ces faits nous offriront une épreuve très sévère des résultats annoncés par M. Pasteur. Suivant lui, son acide dextroracémique se présente comme en tout point identique à l'acide tartrique ordinaire. Il devra done, si l’assertion est vraie, se combiner comme lui avec l'acide borique, et produire alors sur la lumière polarisée des phénomènes pareils. Or, des expériences antérieures, étrangères au Mémoire, nous ont appris que l'acide racémique, mis en présence de l’acide borique, reste neutre pour la lumière polarisée. Donc, en admettant l'identité supposée, l'acide lévoracémique, mis en présence de l'acide borique, devra agir sur la lumière polarisée comme l’acide tartrique, sauf le sens inverse des déviations. La conséquence est logiquement rigoureuse. Il ne reste plus qu'à voir si l'expérience la confirme.
Ici nous devons aller au-devant d’une pensée qui devra naturellement se présenter à beaucoup de personnes. Puisque l'acide lévoracémique, dissous dans l’eau, agit sur la lumière polarisée exactement de même que le tartrique, sauf l’opposition de sens, ne devra-t-il pas nécessairement agir encore de même quand il sera mis en présence de l'acide borique, en sorte que la seconde épreuve serait superflue? Mais cette induction, qui paraîtrait n'être qu'une application très légitime de la constance qu'on observe entre les rapports des capacités de saturation, dans les combinaisons chimiques définies, d'ordre semblable, pourrait se trouver fautive si on l’étendait aux combinaisons indéfinies qui s’opèrent à l’état de liquidité. Car des expériences, que l’un de nous présentera prochainement à l’Académie, prouveront qu'un même corps, d'abord cristallisé, puis rendu seulement amorphe par la fusion, sans rien perdre de ses principes pondérables, peut, dans ces deux états, conserver la même action sur l’eau, et en exercer une toute différente sur d’autres corps, au moins temporarement.
Pour réaliser cette nouvelle épreuve par l'acide borique, nous avons procédé de la manière suivante :
Nous avons pris ce qui nous restait des deux solutions tartrique et lévoracémique déjà comparées. Nous les avons pesées avec beaucoup de soin dans des fioles sèches bouchant à l’émeri, dont nous connaissions le poids propre: et nous avons obtenu, par différence, les poids absolus de ces deux solutions. De là nous avons conclu, d’après leur dosage, les poids absolus d'acide et d’eau que chacune contenait; et nous y avons ajouté les quantités d’eau
1. Bior. [Sur l'emploi de la lumière polarisée pour étudier diverses questions de mécanique chimique.] Annales de chimie et de physique, 3° sér., X, 184, p. 5-53, et XI. p. 82-112 (3 tabl.).
nécessaires pour que le poids de ce liquide y devint triple de celui de l'acide. Nous avons eu ainsi deux nouvelles solutions, l’une tartrique, l’autre lévoracémique, dont les dosages étaient pareils, et, de plus, identiques à celui d'une des séries d'expériences que nous voulions leur faire reproduire. Nous les appellerons T, et L,. Nous avons pris leurs densités; elles se sont trouvées égales, et conformes à celles d'une solution tartrique de même dosage. Nous avons observé leurs actions optiques sur la lumière polarisée, dans des tubes d’égale longueur ; elles ont été identiques, sauf l'opposition de sens, comme précédemment. Les déviations qu'elles imprimaient aux rayons lumineux étaient affaiblies par la dilution, comme l’exigeait leur dosage. Celle du rayon rouge n’était plus que de 15° au lieu de 22°. C'était là une nouvelle confirmation des identités annoncées par M. Pasteur, et nous n'avions pas voulu l'omettre. Il ne restait plus qu'à en constater la persistance sur l'acide borique, en l’introduisant à des doses proportionnelles dans les deux solutions L,, T, ainsi préparées.
Pour cela, nous avons déterminé de nouveau les poids absolus qui nous restaient de chacune d'elles. D'après leur dosage connu, nous avons calculé les quantités absolues de chaque acide qui étaient contenues dans ce poids; puis nous y avons ajouté des quantités d’acide borique égales à : du poids de l'acide. Nous avons ainsi obtenu deux solutions ternaires T,, L,, de proportions exactement égales, et immédiatement comparables aux solutions tartroboriques, comprises dans la deuxième série d'expériences déjà publiées (!). Les densités de ces deux solutions T,, L,, où la nature de l’acide primitif était le seul élément de dissemblance, ont été trouvées égales. Leurs actions sur la lumière polarisée ont été égales aussi, avec le grand accroissement de puissance propre à des solutions tartroboriques de dosage pareil. La déviation du rayon rouge y était devenue de 50° au lieu de 15°, par la seule présence des + d’acide borique qu'elles renfermaient. La déviation de la teinte de passage atteignait 68. Ainsi, dans ce cas de combinaison ternaire, de même que dans les solutions aqueuses, les molécules d'acide lévoracémique agissaient identiquement, comme si elles eussent été l’image des molécules d'acide tartrique vues dans un miroir; et par un complément nécessaire, les molécules d’acide dextroracémique, dans les mêmes circonstances, doivent agir identiquement, comme les molécules d'acide tartrique, sans que l’on puisse découvrir aucune dissemblance d'effets entre les unes et les autres. Alors, pour réaliser matériellement ces conditions de compensation entre les molécules mêmes, nous avons versé des volumes égaux de nos deux solutions dans une éprouvette divisée, bouchant à l’émeri. Après les y avoir laissées reposer quelque temps, nous avons fortement agité le liquide mixte, pour l’amener à un état intime d’homogénéité ; puis nous l'avons observé optiquement, dans un tube dont la longueur était de 522°*,3. Le pouvoir rotatoire résultant s’est trouvé absolument nul, sans aucune trace de déviation. Ainsi, dans cette dernière expérience, les molécules lévoracémiques étaient individuellement compensées par des tartriques, comme elles
1. Annales de chimie et de physique, 3e sér., XI, 1844, p. 112, tableau. Voyez aussi l’exposé général de ce genre d'expériences, même volume, p. 82 et suivantes:
l’auraient été par des dextroracémiques. Cela est conforme à la conclusion générale de M. Pasteur, que l'acide dextroracémique doit être l'acide tartrique même. Maintenant, si l’on veut considérer que toutes les épreuves successives qui viennent d'être détaillées ont été dérivées d’une donnée unique, de la seule densité d’une solution aqueuse d’acide lévoracémique, dont le dosage était inconnu, on regardera sans doute comme presque impossible que l'identité supposée par M. Pasteur se fût maintenue si constante et si précise, sous la double épreuve des densités et des observations optiques, à travers une telle filière de pesées, de dilutions, de changements dans les dosages, dans la nature des corps en présence, et après tant de computations numériques, si elle n'était pas une vérité de fait. Cette probabilité s’élève jusqu’à la certitude physique, par une multitude d’autres épreuves expérimentales, que M. Pasteur expose dans son Mémoire, et que nous allons résumer.
Il a analysé comparativement les acides lévoracémique, dextroracémique, et l’acide tartrique ordinaire. La composition de ce dernier, qui est bien connue, s’est trouvée être aussi celle des deux autres.
Il a formé, avec ces deux-c1, de l'acide racémique artificiel, en les réunissant, à doses égales, dans une même solution aqueuse qu'il a fait cristalliser. Les cristaux ainsi obtenus, et ceux de l'acide racémique primitif de Thann, lui ont présenté identiquement la même forme, et la même composition chimique, qui était celle de l'acide tartrique ordinaire, plus 1 atome d’eau.
Il a ensuite formé séparément une multitude de sels, tant simples que
doubles, avee chacun de ses nouveaux acides et avec l'acide tartrique
ordinaire. Pour chacun de ces produits, il a déterminé expérimentalement la densité, la forme, l’action sur la lumière polarisée, et il en a fait l’analyse chimique. Dans tous les sels de même base, le dextroracémate s’est trouvé absolument identique aux tartrates analogues. Le lévoracémate a toujours été l’image de l’autre, vue dans un miroir, tant pour la forme que pour le mode d'action sur la lumière polarisée. La densité et la composition chimique se sont toujours montrées identiques dans chaque couple avec celles de l’acide tartrique ordinaire.
L'opposition qui existe entre les formes moléculaires des deux acides et de leurs sels ne se manifeste donc plus dans ces deux derniers résultats, soit qu'elle y disparaisse par compensation, ceux-ci étant d'un ordre plus complexe ; soit que les molécules individuelles des deux acides aient un même poids et une même composition. Ce dernier fait présentait assez d'intérêt pour que l’on dût chercher à en étudier les conséquences dans la réfraction, que tout annonce être un phénomène d’un ordre plus complexe que les actions moléculaires. Dans le résumé que M. Pasteur a présenté à l'Académie, il a mentionné des épreuves de ce genre qu'il avait faites sur des lames des deux acides amincies artificiellement; et les couleurs qu’elles ont produites dans la lumière polarisée lui ont paru indiquer des doubles réfractions égales. Mais il ne les a pas rapportées dans son Mémoire, probablement par défaut de temps, et nous y avons suppléé par une expérience comparative, dont l'application est plus directe. Parmi les nombreux cristaux de ses nouveaux acides qu'il avait mis à notre disposition, nous
en avons choisi deux, l’un dextroracémique, l’autre lévoracémique, exactement pareils, sauf dans la position de leurs faces hémiédriques latérales, et présentant tous deux une face oblique de même nature, formant un même angle avec leur base. Nous les avons fixés par cette base, avec une goutte de gomme, sur une des faces d'un prisme de verre, accolés l’un à l’autre, de manière que leurs faces obliques se prolongeaient suivant un même plan: et nous avons regardé, à travers ce système, la flamme verticale d’une bougie placée à quelques mètres de distance. On voyait, à travers chaque prisme, deux images de la flamme inégalement déviées, qui étaient placées par couples, Elena dans la même verticale l’une que l’autre. Ainsi, les deux réfractions exercées par chaque cristal étaient d’une amplitude égale. Interposant alors une plaque de tourmaline entre les rayons émergents et l’œil, nous avons trouvé que les deux images les moins réfractées s'éteignaient ensemble dans une certaine position de l’axe de la plaque; et les deux images les plus réfractées disparaissent aussi ensemble à leur tour, dans la position rectangulaire, les premières ayant repris leur éclat. La réfraction, tant simple que double, est donc de même nature, soit attractive, soit répulsive, dans les deux acides. Pour savoir lequel de ces cas a lieu, il faudrait étudier le phénomène dans des cristaux d'acide tartrique ordinaire, dont le volume et la pureté se prétassent à ces épreuves. Nous n'en avions pas de tels à notre disposition; mais il suffisait à notre but d’avoir constaté l'identité de ce genre d'action dans les corps de constitution moléculaire contraire, ce qui s'accorde avec les autres considérations physiques qui la désignent comme un résultat de groupement.
On savait que, dans certains dissolvants, et aussi sous l’influence de températures très basses, le pouvoir rotatoire de l’acide tartrique, généralement dirigé vers la droite, s’affaiblit par degrés, et passe vers la gauche. M. Pasteur a fait beaucoup d’essais pour le fixer dans cet état, et le changer ainsi en acide lévoracémique ; mais il n’a pu réussir à le lui conserver. Ces essais lui ont, toutefois, fourni une observation extrèmement curieuse. Le tartrate de chaux en solution aqueuse exerce la rotation vers la droite. Dissous dans l’acide chlorhydrique, M. Pasteur lui a vu prendre la rotation à gauche. Comme le racémate de même base se maintient neutre pour la lumière polarisée dans ce même milieu, il fallait, par complément, que le lévoracémate y prit la rotation à droite. C'est, en effet, ce que M. Pasteur a constaté. Ces effets d’inv ersion, aujourd’hui très multipliés, dépendent d’un fait général que l’un de nous a établi directement, par des expériences qui vous seront prochainement soumises. Lorsqu'un corps, doué du pouvoir rotatoire, est dissous dans un milieu inactif sur la lumière polarisée, les molécules de ce corps, et celles du milieu, se constituent généralement, par leur réaction mutuelle, en groupes moléculaires nouveaux, dont l’action rotatoire varie d’ énergie, et peut même changer de sens avec la nature des corps mis en présence. Dans le très grand Soins des cas, surtout quand le dissolvant est chimiquement De comme l’eau ou l’alcool, ces variations sont très petites, et ne peuvent être constatées que par des expériences fort délicates, ayant pour but spécial de les manifester. Voila pourquoi on ne les a pas aperçues dans les premières études que l’on fit de ces phénomènes; et l'on put ainsi reconnaitre expérimentalement toutes leurs lois
principales, en considérant la substance active comme simplement disséminée entre les molécules du milieu inactif. Il est heureux que le hasard les ait présentées d’abord, dans ces conditions les plus fréquentes de simplicité. Car il aurait été infiniment plus difficile de démêler celles-ci à travers des apparences plus complexes. Sans vouloir aucunement comparer les petites choses aux grandes, on peut croire que Kepler aurait eu beaucoup plus de peine à reconnaitre la loi abstraite et simple des ellipses planétaires, si les observations de son temps avaient été assez exactes pour lui faire apercevoir, de prime abord, les orbites troublées.
L'Académie se rappelle que la découverte des deux nouveaux acides ne doit pas son origine au hasard. M. Pasteur s’y est trouvé directement conduit par le soupcon qu'il avait conçu, que l’hémiédrie des cristaux de dimension sensible pouvait déceler la dissymétrie de forme, ou d'action physique, existante dans leurs particules ; dissymétrie qui est une condition du pouvoir rotatoire moléculaire. Mais, comme ïl y a des hémiédries de plusieurs sortes, dont quelques-unes s’observent dans des corps dépourvus de ce pouvoir, M. Pasteur s’est judicieusement attaché à spécifier et à définir le caractère spécial de celle qui s’y trouvait annexée, dans ses deux acides et dans leurs sels. Il a reconnu avec évidence qu’elle y avait pour condition que les cristaux qui en dérivent ont des formes hémiédriques dont les correspondantes ne leur sont pas superposables; en sorte que, dans chaque couple de ces formes, l’une offre précisément l’image de l’autre, vue dans un miroir. S'arrétant donc à ce caractère d'opposition, il a cherché à le découvrir dans des corps de nature chimique différente; et il l’a trouvé réalisé dans deux autres sels, dont l’un est le sulfate de magnésie, l’autre le sulfate de zinc, lesquels sont isomorphes entre eux. Mais les solutions de ceux-ci, étudiées par les procédés optiques les plus subtils, ne lui ont présenté aucune trace de pouvoir rotatoire. Pourtant les circonstances dans lesquelles il les observait étaient éminemment favorables à la manifestation de cette propriété. Car, si elles eussent été appliquées, par exemple, au tartrate de soude, la déviation de la teinte de passage, dans les conditions où se trouvait le sulfate de magnésie, aurait été de 36°; et elle se serait élevée à 108° dans les conditions où l’on avait employé le sulfate de zinc. M. Pasteur nous a rendus témoins de ces résultats négatifs ; et il les a consciencieusement rapportés dans son Mémoire. Ils sont conformes à un fait qui se montre, jusqu'à présent, commun à tous les corps doués du pouvoir rotatoire moléculaire. C'est que dans tous, sans aucune exception, ce pouvoir se trouve attaché à un principe organique, qui le possède primitivement, et qui souvent le conserve encore après que son mode de groupement intérieur, toujours fort complexe, a été attaqué, ou même en partie changé par la substitution de quelques autres éléments chimiques; de sorte qu'il ne le perd tout à fait qu'après avoir été modifié profondément, jusqu'à un degré d'intimité dont on n’a pas encore fixé la limite, probablement diverse. Or il ne paraît pas que la complication de l’atome chimique soit la seule condition qui détermine l'existence de cette propriété, quoiqu'elle ÿ semble essentielle. Car, parmi tant de produits artificiellement formés par les chimistes avec des substances originairement dépourvues de pouvoir rotatoire, aucuns, même les plus complexes, ne l'ont présenté. L'épreuve la
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plus fra appante que l'on ait faite de cette privation, jusqu'ici générale, est la comparaison de la nicotine et de l’aniline; M. Aug. Laurent ayant constaté que la première exerce un pouvoir rotatoire ERA énergique vers la gauche, tandis que l’aniline, dont l'atome chimique est à peu près aussi complexe, n’en possède aucun. Toutefois, nous ne voulons que rapprocher et résumer cet ensemble de faits; car il faudra sans doute aceumuler un bien plus grand nombre d'observations analogues, pour en conclure avec sûreté l'existence, ou la non-existence, d’une nécessité physique. Quant à l'absence du pouvoir rotatoire moléculaire dans les solutions de sulfate de magnésie, de sulfate de zinc, ou de tout autre produit, dont les cristaux, comme ceux de ces deux sels, présenteraient le caractère de l’hémiédrie non superposable, M. Pasteur fait remarquer que ce caractère pourrait occasionnellement ne plus exister dans les molécules du sel dissous; par exemple, si ce sel, hydraté à l’état solide, perdait, en se dissolvant, un atome d’eau, dont le départ détruirait la dissymétrie hémiédrique du groupe moléculaire résultant. Au reste, il promet de suivre cette question dans ses derniers replis, par des investigations nouvelles, et nous pouvons tout attendre de sa persévérance, comme de sa sagacité.
L'Académie voit que ce travail de M. Pasteur est la continuation à la fois intelligente, habile et patiente de celui qu'il lui a présenté il y a précisément une année. Comme nous l'avons dit au commencement de notre Rapport, ceci est tout un chapitre nouveau de chimie que M. Pasteur a eu le bonheur, ainsi que le talent, de commencer et de finir. Nous le signalons unanimement à l'Académie comme très digne de figurer dans le Aecueil des Savants étrangers.
III. — RAPPORT (!) SUR UN MÉMOIRE PRÉSENTÉ A L'ACADÉMIE PAR M. L. PASTEUR, AYANT POUR TITRE :
NOUVELLES RECHERCHES SUR LES RELATIONS QUI PEUVENT EXISTER ENTRE LA FORME CRISTALLINE LA COMPOSITION CHIMIQUE ET LE POUVOIR ROTATOIRE MOLÉCULAIRE ()
Commissaires : MM. Cnevreuz, Dumas, Recnaucr, BALar», Bror rapporteur.
L'Académie se rappelle qu'il y a maintenant deux années, M. Pasteur lui présenta la découverte fort imprévue de la décomposition de l'acide racémique cristallisé en deux acides distincts, pareillement cristallisables, possédant des pouvoirs rotatoires égaux et de sens contraires, qui se neutralisent mutuellement, quand ces deux corps, mis en solution aqueuse, se combinent spontanément, à masses égales, et reproduisent l'acide racémique par leur union. M. Pasteur avait été conduit à ce résultat, par une indication cristallographique très délicate, dont l'existence et encore davantage la signification dans cette circonstance avaient échappé aux observateurs les plus exercés. En étudiant la combinaison simultanée de l'acide racémique avec la soude et l’ammoniaque, il remarqua qu'elle donne des cristaux de deux sortes, essentiellement distincts, quoique faciles à confondre. La proportion des deux alcalis y est la même; et ils ont une forme primitive commune, qui se présente toujours modifiée par des facettes secondaires de même espèce, en même nombre, placées dissy métriquement sur le solide primitif. Mais elles y sont réparties, dans chaque sorte, en sens opposé; et les cristaux d’une même sorte, étant redissous séparément, reproduisent toujours leur forme propre, jamais l’autre. L'une des deux est complètement identique au tartrate double des mêmes bases, lequel, ainsi que tous les tartrates, possède le pouvoir rotatoire moléculaire, qui ne se manifeste jamais dans les racémates. L'autre est l’image de ce tartrate double, vue dans un miroir. Le racémate double que l’on avait voulu produire semblait donc s’être constitué spontanément sous ces deux formes. Or il s'était réellement opéré une décomposition bien plus surprenante encore, et plus
1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 28 octobre 1850, XXXI, p. 601- 611 ; et Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut de France, XXII, 1853, p. 67-82. 2. Voir ce Mémoire, p. 125 à 154 du présent volume. (Note de l'Edition.)
profonde. En effet, chaque sorte de cristaux étant dissoute séparément se montra douée d’un pouvoir rotatoire propre, dont l'intensité absolue était égale pour les deux, mais le sens relatif opposé, comme celui des facettes qui les distinguaient. Les bases alcalines s’y trouvaient par conséquent combinées avec deux acides distincts, qui devaient être les composants du racémique. M. Pasteur les retira tous deux de ces combinaisons par les procédés chimiques, les épura, les fit cristalliser, et en recomposa l'acide racémique dont ils résultaient. Il retrouva, dans leurs cristaux, le même caractère constant d'identité dans la forme primitive, et de dissymétrie, ainsi que d'opposition, dans les facettes secondaires qui les modifiaient. L'un d'eux, celui qui exerce la rotation vers la droite, est identique à l'acide tartrique ordinaire
C’étaient là sans doute de très beaux faits, et très neufs. Mais l’application qui les avait fournis ne leur donnait encore que la valeur d’une particularité isolée. M. Pasteur comprit, dès le premier abord, qu'ils pouvaient être l'indice d’une relation générale de physique-mécanique, en vertu de laquelle les substances moléculairement douées du pouvoir rotatoire porteraient l'empreinte de cette propriété dans les cristaux qui en dérivent. La manifestation expérimentale de cette relation a été depuis le but spécial des recherches persévérantes de M. Pasteur. Les nouveaux faits qu'il vous apporte aujourd'hui, quoique fort curieux en eux-mêmes, tirent leur importance principale de cette direction intelligente, dans laquelle il les a cherchés, découverts, étudiés. Nous devons done signaler ici clairement la série d’idées qui la constitue, et qui le guide; c’est ce que nous allons faire en peu de mots.
Le pouvoir rotatoire moléculaire se manifeste par une action dissymétrique, que les particules constituantes des substances qui le possèdent exercent sur les rayons de la lumière polarisée. Ces particules sont donc alors individuellement dissymétriques, soit dans leur forme, l’arrangement de leurs éléments chimiques, leurs qualités externes, ou dans plusieurs de ces accidents à la fois. Cela posé, lorsque des molécules ainsi faites viennent à s'agréger spontanément, et à se grouper d’elles-mêmes en cristaux de dimension sensible, leur Cp propre se trouvera-t-elle encore empreinte dans ces agglomérations ? et, si elle l’est, quels sont alors les signes observables de son influence? L'expérience seule peut fournir une réponse à ces deux questions; et M. Pasteur s’est attaché à la faire sortir de l'examen des produits qu'il avait obtenus.
Pour cela, il s’appuie sur une grande loi cristallographique que Haüy a très habilement signalée. Voici en quoi elle consiste.
Tous les cristaux simples, d’une même substance, peuvent être considérés théoriquement comme engendrés par l’apposition progressive de solides géométriques infiniment petits, tous d’une même forme, qui se sont groupés parallèlement les uns aux autres, sous toutes les configurations d'ensemble compatibles avec ces conditions générales de parallélisme et d'identité. Dans chaque solide générateur, convenablement choisi, il y a un centre de figure, par lequel on peut mener trois droites, ou axes rectilignes, qui se terminent à sa superficie, et qui sont respectivement parallèles à ses arêtes. On appelle ces trois droites, les axes cristallographiques; et les
rapports de leurs longueurs, joints à leur obliquité relative, caractérisent les divers systèmes cristallins. On en distingue six. Dans le plus simple, que l’on appelle régulier, les trois axes ont d’égales longueurs, et font entre eux des angles droits. Dans le plus complexe, ils sont obliques les uns sur les autres, et ont tous trois d’inégales longueurs.
Les solides cristallographiques ainsi définis possèdent toujours certains éléments géométriques, angles, faces ou arêtes, qui, dans leur conformation, leurs dimensions propres, et leur mode d'assemblage avec les parties adjacentes, présentent toujours un ou plusieurs couples, dont le dispositif est identiquement pareil. Si on les envisage sous les mêmes aspects, si l’on en prend pour ainsi dire le moule local, on n’apercoit rien qui les distingue entre eux; tandis que d’autres, au contraire, sont manifestement dissemblables. Si l’on suppose que de tels corpuscules, ayant des dimensions insensibles, viennent à s’agréger, librement et avec lenteur, dans un milieu homogène illimité, en vertu de forces attractives s’exerçcant à petites distances, toute particularité de superposition qui s’appliquerait à un des éléments du solide primitif devrait s’opérer également sur tous ses semblables, puisque l’infiniment petite étendue d'efficacité des forces rendrait les conditions déterminantes localement identiques pour tous. Cette similarité d'effets pareils, devant résulter de la similarité des actions physiques exercées par les parties semblables, a été justement appelée par Haüy la loi de symétrie. Quoique l’ensemble de conditions abstraites, qui en établirait physiquement la nécessité, ait dû, sans doute, ne pas se trouver toujours complètement réuni dans la formation des cristaux naturels, l'influence mécanique de la similarité des parties paraît y avoir été bien puissante. Car les conséquences de cette loi abstraite se voient, en effet, réalisées avec une prédominance incontestable dans la généralité des produits de la cristallisation. Elle semble exprimer le cours ordinaire et régulier du phénomène; de sorte que les formes qu'on lui voit permettre ou exclure, dans chaque cristal de dimension sensible, fournissent les indications les plus évidentes, comme aussi habituellement les plus sûres, pour découvrir son type générateur. Toutefois, on rencontre des cas nombreux, où la cristallisation y déroge; non pas en présentant, sur tel ou tel élément du eristal, quelque particularité isolée que l'on puisse imputer à des circonstances accidentelles ; mais en offrant, au contraire, un ensemble symétrique d'effets dissymétriques, qui se correspondent, avec une diversité régulière et constante, sur les plages diamétralement opposées du cristal. Haüy avait apercu et signalé ces exceptions, qu'il assimilait à ce qui arrive dans les plantes, lorsque l’on y voit occasionnellement avorter un certain nombre des organes que les lois générales de la végétation leur assignent; et il les attribuait à des influences indépendantes de l'attraction moléculaire, par exemple à la polarité électrique. Mais le phénomène a beaucoup plus d’importance qu'il ne le croyait. Dans de tels cas, si l’on considère le système total de facettes secondaires, toujours en nombre pair, que la loi de symétrie aurait exigées ou permises, on trouve que la moitié juste de ce nombre y manque, ou s'y trouve remplacée par d’autres dissemblables, soit en dérivation, soit en grandeur, à leurs opposées. Quoique Haüy ait eu l’occasion de voir, et de signaler, presque toutes les individualités de ces formes
régulièrement incomplètes, 1l semble n'avoir pas aperçu ce que leur dérogation à la loi de symétrie avait elle-même de symétrique et de général. C'est ce qu'a fait depuis un célèbre cristallographe allemand, M. Weiss, en ramenant l'étude comparée des cristaux à dépendre de conceptions géométiques plus abstraites, qui font plus aisément découvrir leurs rapports d'ensemble. Il a désigné ce remarquable phénomène par le nom général d’hémiédrie, qui est aujourd'hui adopté universellement, dans l’acception qu'il lui a donnée. Les cristallographes ont déterminé depuis, par le calcul, toutes les circonstances géométriques, dans lesquelles il peut mathématiquement se produire; mais ils ont beaucoup moins cherché à découvrir les rapports physiques, ou mécaniques, qu'il peut avoir avec la constitution des particules cristallines mêmes. En se dirigeant vers ce but, M. Pasteur a été conduit à sa première découverte. Il en a fait depuis l’objet constant de ses travaux; et c'est également sous ce point de vue que nous devons surtout envisager ceux qu'il vous présente encore aujourd'hui. Car c’est de là qu'a nos yeux, ils tirent leur principale importance.
Il s’est CRE d’abord, à spécifier exactement les caractères propres de l’'hémiéärie que présentaient les cristaux de ses deux acides constituants du racémique, ainsi que les nombreuses combinaisons salines cristallisables, toutes douées comme eux de pouvoir rôtatoire, dans lesquelles il les avait séparément engagés. L'étude comparative de tous ces produits lui fit reconnaître la Pere de partager les formes hémiédriques en deux grandes classes, qu'il distingue par les dénominations de superposables, et de non superposables. Voici le motif de cette séparation.
Prenez un cristal hémiédrique quelconque, appartenant à une substance dont vous aurez reconnu la forme primitive; et l'ayant placé devant vous, dans une position fixe, restituez-lui par la pensée les facettes qui lui manquent, pour que la loi de symétrie S y trouve satisfaite. Puis, supprimez-y fictivement les facettes réelles, et ne lui laissez que les idéales. Vous obtiendrez ainsi un second cristal, qui sera encore individuellement hémiédrique; et qui, de plus, appartiendra encore à la même substance, soit en fait, si la nature le réalise, soit par dérivation géométrique, si elle ne vous le présente pas. Or, dans certains cas, ee second cristal ne sera autre chose que le premier, qui aurait tourné angulairement, d'un certain nombre de degrés, autour d’un de ses axes; de sorte qu'il deviendra complètement identique et superposable à celui-là, si vous lui imprimez ce même mouvement angulaire, en sens opposé. C’est la ce que M. Pasteur appelle une hémiedrie superposable. Mais, dans d’autres cas, le cristal fictif, en quelque sens qu'on le tourne, ne se trouvera jamais identique et superposable au réel. Il lui sera seulement symétrique, en prenant ce mot dans l’acception que les géomètres lui donnent; c’est-à-dire qu'il sera l’image de l’autre vue dans un miroir. C’est là ce que M. Pasteur appelle Ace die non superposable.
Ce dernier genre d’hémiédrie est le moins ordinaire. Or c’est celui qu ‘ont présenté es deux acides tartriques, droït et gauche, de M. Pasteur, ainsi que tous les sels, également doués de pouvoir rotatoire qu'il en a dérivés, lorsque le ie hémiédrique s'y laissait apercevoir. La mention de cette réserve est essentielle; car l'absence du signe n ‘entraine pas l’im-
possibilité absolue de sa manifestation. L'expérience apprend en effet que, parmi les cristaux d'une même substance, on en trouve occasionnellement qui sont pourvus de facettes hémiédriques, tandis que sur d’autres, semblables dans tout le reste de leur ensemble, ces facettes manquent, ou sont toutes développées simultanément, comme l’exigerait la loi de symétrie. L'importance du fait que nous venons de rappeler consiste donc en ce que, dans les deux acides tartriques droit et gauche, comme dans leurs sels, la seule sorte d’hémiédrie qui apparaisse est la non superposable. C’est encore l'hémiédrie non superposable que M. Pasteur vient de constater dans l’asparagine, dans quelques malates et dans le glucosate de sel marin. Mais il n’a pu en distinguer d'aucune sorte dans l’acide aspartique, l’acide malique et les autres malates, quoiqu'il y ait pareillement constaté l’existence du pouvoir rotatoire moléculaire. L'ensemble de ces faits peut conséquemment se résumer dans la proposition suivante.
Toutes les substances douées de pouvoir rotatoire, que l’on a pu jusqu’à présent observer à l’état de cristal affecté de signes hémiédriques, présententent l’hémiédrie non superposable. L’hémiédrie superposable ne s’y rencontre jamais. Si les expériences ultérieures que l’on pourra faire continuent de confirmer cette exclusion, cela établira une connexion méeanique bien curieuse, entre la dissymétrie propre aux molécules qui possèdent le pouvoir rotatoire et le genre de dissymétrie spécial qu'elles impriment aux cristaux formés par leur agglomération.
Ceci conduit naturellement M. Pasteur à discuter la proposition inverse. L'hémiédrie non superposable, lorsqu'elle s’observe dans des cristaux d’une substance, est-elle un indice constant du pouvoir rotatoire moléculaire ? Lui-même avait déjà trouvé des cas, où cette réciproque n'a pas lieu, par exemple le sulfate de magnésie, le sulfate de zine, et leurs isomorphes. Il y ajoute aujourd’hui le formiate de strontiane, avec des particularités bien dignes d'intérêt.
La dissolution de ce sel est dépourvue de pouvoir rotatoire. Pourtant, les cristaux qu’elle dépose sont tous hémiédriques, et de l'espèce d'hémiédrie non superposable. Mais, ce qui est fort à remarquer, les deux formes opposées, droite et gauche, s’y produisent, toujours simultanément, sans proportions fixes, dans une même cristallisation. Si l’on sépare les cristaux d’une même sorte, qu'on les redissolve, et qu'on les abandonne de nouveau à leur propre réaction, ils reproduisent des cristaux des deux sortes, indifféremment mélés ensemble. Or, ni les uns ni les autres, étant dissous à part, ne manifestent le pouvoir rotatoire moléculaire.
Ainsi, jusqu'à présent, l'existence du pouvoir rotatoire dans les molécules parait entrainer, comme conséquence, l'hémiédrie non superposable des cristaux qu’elles forment. Mais l'existence de celle-ci n'atteste point l'existence du pouvoir rotatoire moléculaire. Ce manque de réciprocité n’a rien qui doive surprendre. Car la dissymétrie décelée par les effets optiques, dans les molécules qui possèdent ce pouvoir, parait être d'une nature spéciale, puisqu'il s’est trouvé jusqu'ici exclusivement appartenir à des produits complexes, élaborés par l'organisme vivant. On n’a donc aucune difficulté à comprendre que de telles molécules impriment aux cristaux qu'elles forment des modifications que d’autres pourraient également
produire, sans leur être, en tout, pareilles ; et conséquemment sans posséder la même spécialité optique dont elles sont douées. À cela, il faut joindre une remarque très curieuse de M. Pasteur. C’est que, dans le petit nombre de substances dépourvues de pouvoir rotatoire, où l’on a jusqu'ici observé l'hémiédrie non superposable, l'impossibilité de la superposition ne tient qu'à une dissemblance d’angles dièdres extrêmement faible; de sorte qu'on pourrait la dire géométrique, plutôt que physique. Les observations ultérieures feront voir si l’hémiédrie non superposable ne deviendrait un indice assuré du pouvoir rotatoire que dans les cas où les conditions angulaires qui l’établissent dépassent certaines limites d'amplitude.
Nous venons d'analyser ce que l’on pourrait appeler la partie cristallographique du Mémoire de M. Pasteur. Nous allons maintenant en considérer la partie chimique. Elle n’est pas moins intéressante que l’autre.
Voici d’abord le point de vue où il se place. Lorsque les groupes matériels qui constituent les molécules d'un corps possèdent le pouvoir rotatoire, l’existence de ce pouvoir n’est pas attachée, par une condition de nécessité absolue, à l’ensemble total du système qu’elles composent. Cet ensemble détermine seulement le sens et l'intensité de l’action. La preuve, c'est qu'on peut faire varier à volonté ces deux effets, en mettant le groupe actif, déjà formé, en présence d’autres groupes matériels, même inactifs, avec lesquels il peut se combiner chimiquement, sans décomposition. Car le système moléculaire résultant conserve le pouvoir rotatoire, qui se trouve modifié seulement quant aux deux particularités précitées. Il est bien entendu que ces combinaisons, comme aussi les variations de pouvoir qui en résultent, s'effectuent sous la condition que les groupes moléculaires sont mis en présence à l’état liquide, de manière à pouvoir réagir librement, et tous ensemble, les uns sur les autres, dans l’espace total où ils sont répartis. Réciproquement, si l’on retire de la combinaison la substance individuellement inactive qu’on y avait introduite, le groupe actif, non décomposé, reparait avec le même pouvoir qu'il avait primitivement. D'après cela, quand un produit organique défini, doué du pouvoir rotatoire, a été ainsi observé, dans l’état de composition complexe que la nature lui donne, ce doit être une étude bien curieuse que d’essayer de lui enlever un ou plusieurs de ses principes constituants chimiques, soit partiellement, soit en totalité, puis de les remplacer par d’autres et de suivre les variations du pouvoir rotatoire dans ces états divers, Jusqu'à ce que l'on arrive à reconnaitre le groupe le moins complexe auquel ce pouvoir est essentiellement attaché, et dont la destruction le fait disparaitre.
M. Pasteur présente, dans son Mémoire, une suite de recherches chimiques, faites sur l’asparagine, l'acide aspartique, et l'acide malique, en vue des considérations que nous venons de signaler. Prenant d’abord la première de ces substances, dans l’état où la nature la donne, il y a constaté l'existence du pouvoir rotatoire moléculaire, et il a reconnu les différences considérables que ce pouvoir présente, selon que l’asparagine est dissoute dans l’eau pure, ou avec l’adjonction des alcalis et des acides, sous les restrictions de temps et de température nécessaires pour qu'elle ne soit pas altérée chimiquement par eux. Il a alors excité la réaction, de manière à lui enlever, soit 1, soit 2 équivalents d’'ammoniaque, ce qui, comme on le
sait, laisse pour résidu les deux groupes moléculaires qui constituent l'acide aspartique et l'acide malique. Chacun de ces dérivés lui a encore présenté le pouvoir rotatoire, dont il a de même étudié les variations dans des milieux divers, ainsi que dans toutes les combinaisons salines où il a pu les engager. L’acide malique ainsi obtenu s'est montré identique à celui que l’on retire immédiatement des baies du sorbier (}. On sait que la plupart des acides végétaux, lorsqu'ils sont attaqués par la chaleur, donnent, dans leur décomposition progressive, divers produits encore acides, que l’on appelle pyrogénés. L’acide malique, traité ainsi, en fournit successivement deux, isomères l’un à l’autre, et dont la composition pondérale ne diffère de la sienne que par la privation d’un certain nombre d’équivalents d’eau. On les distingue entre eux par les dénominations de maléique, et de paramaléique. Ce dernier a été nommé aussi fumarique, parce qu'on le trouve formé naturellement dans la fumeterre. M. Pasteur a reconnu que ni l’un ni l’autre ne possèdent le pouvoir rotatoire. Il a observé aussi l’absence de ce pouvoir dans l'acide pyrotartrique, qui dérive du tartrique par des procédés pareils, mais qui en diffère par la privation d’un certain nombre d’équivalents d’eau et d’acide carbonique. Ainsi, les molécules qui composent ces corps pyrogénés n'ont plus le mode spécial de constitution, d'où la faculté optique résulte. Mais l’ont-ils perdue parce que la chaleur a seulement enlevé à leurs groupes primitifs quelques-uns de leurs éléments chimiques, ou aussi parce qu'elle aurait dérangé leur mode d'organisation ? Il est fort à présumer que re dernier effet s’y est opéré concurremment avec l’autre ; car on l’observe déjà, quoiqu’a un degré moindre, dans des circonstances où l’action de la chaleur a été beaucoup moins vive, et n’a même enlevé au groupe primitif aucun de ses éléments pondérables. Par exemple, lorsqu'on fait fondre l'acide tartrique cristallisé, sans lui rien faire perdre de ses principes constituants, et qu'on en dérive ainsi son isomère qu'on appelle le métatartrique, on trouve que celui-ci a éprouvé dans sa faculté rotatoire des modifications très considérables, qui ne disparaissent qu'après un certain temps, lorsqu'il a repris, de lui-même, sa constitution primitive dans l’état liquide, en présence de l’eau, ou d’autres corps, sur lesquels on le fait agir; comme si cette réaction la ramenait, plus ou moins promptement, à son premier état. Il n’y a donc pas lieu de s'étonner, si l'effet beaucoup plus profond de la chaleur, dans la formation des acides pyrogénés, imprime aux groupes primitifs une perturbation assez puissante, pour qu'ils perdent totalement le pouvoir rotatoire, après qu'ils l'ont subie.
Il nous reste à signaler, dans le Mémoire de M. Pasteur, un dernier sujet d'étude expérimentale qui s’offrait directement à ses recherches, et dont les conséquences ultérieures pourront être fort importantes. L’acide
1. L'identité de ces deux produits, quant aux propriétés ophques, n'est pas formellement énoncée dans le Mémoire de M. Pasteur, comme ayant été constatée expérimentalement. Elle ne l’est pas non plus dans l'extrait inséré aux Comptes rendus (séance du 30 septembre 1850). On la mentionne ici, d'après ce que l’on croit lui avoir entendu exprimer, dans des communications orales. L'ensemble de ses expériences a été fait sur l'acide malique naturel. Il se pourrait qu’il n'eùt pas été en position de sacrifier une quantité d’asparagine suffisante, pour obtenir la quantité d'acide malique ou de bimalate d'ammoniaque artificiels que les observations optiques exigent. Dans ce cas, ce serait une vérification essentielle à effectuer. (Note ajoutée à l'impression par le Rapporteur.)
DISSYMÈTRIE MOLÉCULAIRE 443
malique et l'acide tartrique ont entre eux des analogies qui semblent très intimes. Tous deux sont bibasiques; et le second ne diflère chimiquement du premier que par l’adjonction de deux équivalents d'oxygène. Ils se produisent simultanément dans le raisin, et on les y trouve en re diverses, aux diverses phases de la maturation; de sorte que la nature paraît les y transformer progressivement l’un dans l’autre. M. Pasteur s’est attaché profondément à étudier ces relations analogiques. Il les a suivies comparativement, dans les modifications du pouvoir rotatoire, dans les réactions chimiques, dans les formes cristallines des sels. Tout cela le conduit, non pas à affirmer, mais à présumer avec beaucoup de vraisemblance, qu'il doit exister deux acides maliques à rotation inverse, ayant entre eux des relations pareilles à celles de l'acide tartrique gauche avec l'acide tartrique droit. Ceci est une induction qu'il faudra suivre, et s’efforcer d'établir par l'expérience. Mais, avec les réserves qu'il y a mises, il a eu toute raison de la signaler.
L’Ac le voit, par cet exposé, que tous les résultats, si nombreux et si imprévus, qui lui ont été présentés depuis deux ans par M. Pasteur, sont dus à l'application heureuse et constamment suivie d’un caractère cristallographique dont, avant lui, l'importance physique avait été seulement soupconnée et signalée par conjecture, sans qu'on l’eût jamais employé comme élément de recherche chimique. M. Pasteur a montré, par des faits irrécusables, que ce caractère peut offrir un indice délicat, mais cependant apercevable, de relation et de dépendance mutuelles entre la configuration externe des.cristaux de dimension sensible et la constitution mn iiduelle des groupes moléculaires qui les engendrent. Cet indice lui a servi de fil conducteur pour diriger ses investigations, et pour leur appliquer avec elairvoyance, sans hasard, les ressources de la chimie et de l’optique, deux sciences dont l'association à la cristallographie est indispensable pour pénétrer dans le mécanisme intérieur des corps. Cette persévérance à poursuivre une même idée, en y faisant concourir l'ensemble des connaissances acquises qui peut la ue féconde, est un gage assuré de succès ultérieur, auquel, malheureusement, on uble se fier trop peu aujourd’hui. Si M. Pasteur persiste dans la voie qu'il s’est ouverte, on peut lui prédire que ce qu'il y a déjà trouvé n’est que le commencement de ce qu'il y trouvera. Le caractère cristallographique auquel il s’est attaché n’est sans doute qu'un des filons de cette mine. Il faut que, en s’aidant des agents physiques et mécaniques, il le force à se découvrir quand il est possible et qu'il ne se manifeste pas spontanément ; ou encore, ce qui sera peut-être moins difficile, qu'il en cherche ou en fasse naître d’autres, qui puissent au besoin le suppléer. La cristallographie physique est un sujet d'étude à peine abordé. Les découvertes qu’on y pourrait faire ne seraient pas seulement précieuses à titre de vérités nouvelles, mais encore, et surtout, comme fournissant des instruments nouveaux d'investigation. Cela nous dévoilerait, peut-être, les relations secrètes qu'ont entre eux tant de corps que la nature dérive si aisément les uns des autres, et qui se présentent jusqu'ici à notre ignorance comme des individualités isolées. La constitution binaire de l'acide racémique n’est vraisemblablement pas un fait unique ; d’autres cas analogues sont à soupçonner, n’attendant qu'un nouvel artifice de résolution.
M. Pasteur est mieux préparé que personne à explorer fructueusement ce champ de travaux.
L'accueil favorable, que l’Académie avait accordé aux précédentes recherches de M. Pasteur, a été pour lui un puissant encouragement à y persévérer. Nous espérons qu'elle sera disposée à lui continuer ces témoignages d'une bienveillance, qui ne fait qu'accroître ses efforts pour s’en rendre digne. C’est pourquoi nous proposons à l’Académie d'accorder encore à ce nouveau Mémoire de M. Pasteur l'honneur d'être inséré au Recueil des Savants étrangers.
IV. — RAPPORT (!) SUR UN MÉMOIRE DE M. L. PASTEUR, RELATIF AUX ACIDES ASPARTIQUE ET MALIQUE (?)
Commissaires : MM. Tuexarp, REcNauLT, Bior rapporteur.
Le travail dont nous allons rendre compte à l’Académie est, essentiellement, une étude de chimie moléculaire. C’est l'examen d’un cas d’isomérie, le plus étendu, le plus intime, que l’on ait encore observé, et il est accompagné de particularités contrastantes, d’un genre tout nouveau. Le phénomène de l’isomérie est, en lui-même, un de ceux qui peuvent le mieux nous éclairer sur le mécanisme des réactions chimiques, en nous donnant lieu de rechercher, par comparaison, les conditions moléculaires qui peuvent les rendre si différentes dans des substances composées des mêmes ingrédients, réunis dans les mêmes proportions de poids. Mais ces abstractions, qui résument toute la science, ne peuvent s’extraire des effets observables qu’en suivant une série de considérations physiques et mécaniques, dont le premier terme commence à leurs apparences les plus simples, et le dernier aboutit à leurs réalités les plus cachées. Nous sommes donc obligés de reproduire ici les principaux anneaux de cette chaine logique, pour montrer ce que les faits étudiés par M. Pasteur y ajoutent d'éléments nouveaux. Si l'exposé rapide que nous allons en donner semblait, au premier abord, nous éloigner du but d'appréciation que nous devons atteindre, nous dirons, pour notre excuse, que nous avons inutilement cherché une autre voie, par laquelle nous pussions y arriver, en ménageant, comme c’est notre devoir, l'attention de l’Académie, sans sacrifier la sévérité de raisonnement et de langage, que le sujet nous commande.
Poser nettement les questions scientifiques, c’est le premier pas à faire pour les résoudre. Nous appliquerons ce précepte à celle que nous allons traiter. Dans l’idée que l’on se fait généralement des phénomènes chimiques, et il faut bien les envisager spéculativement pour les coordonner en une science, on considère les substances entre lesquelles ils s'opèrent comme autant de systèmes corpusculaires de diverses natures, dont les molécules constituantes sont plus ou moins complexes. Ilyena qui, jusqu'ici, sortent inaltérées de toutes les opérations qu'on leur fait subir. Elles appartiennent
1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 24 novembre 1851, XXXTIIT, p. 549-567; et Mémoires de l'Académie des sciences de l'Institut de France, XXIII, 1855, p. 389-366.
2. Voir ce Mémoire p. 160 à 188 du présent volume. (Note de l'Édition.)
aux substances que l’on appelle simples. D’autres au contraire, et c’est le plus grand nombre, peuvent être subdivisées, par les procédés chimiques, en groupes moléculaires d'ordres moins complexes, que l'on réduit finalement à se résoudre en molécules appartenant aux substances simples. Ces molécules chimiquement décomposables constituent les substances que l’on appelle composées.
Dans tous ces systèmes, les corpuscules constituants sont individuellement imperceptibles à nos sens, par leur petitesse. Toutefois, avec cette ténuité qui nous échappe, on leur attribue toutes les qualités de la matière tangible. Ainsi on les concoit étendus, figurés, composés eux-mêmes de parties physiquement assemblées en nombre quelconque. Ce sont, en un mot, pour notre pensée, autant de petits corps distincts, doués, comme les plus grosses planètes, de la force attractive proportionnelle aux masses et réciproque au carré des distances, qui s'y manifeste par leur poids quand ils sont assemblés en grand nombre; peut-être aussi agissant les uns sur les autres, à distance, en vertu de forces plus rapidement décroissantes, qu'ils exerceraient conjointement avec celle-là, et que nous en devons distinguer par leur mode d'action apparent, quoiqu'elles pussent n'être, en réalité, que des dérivées complexes de la même loi générale. Les corpuscules ainsi définis conservent toutes ces qualités individuelles dans les masses sensibles, formées de leur assemblage. Mais, conformément aux notions que la physique générale nous donne sur les conditions d’existence de ces agrégats, on les y concoit toujours maintenus hors du contact mutuel, soit par des forces répulsives qui émanent d'eux, soit par l’interposition de milieux sensiblement impondérables, qui les empécheraient de se joindre, en leur résistant, ou les repoussant.
Ces conditions d’état sont communes à toutes les substances sur lesquelles la chimie opère. Elles sont l’expression mécanique de leur mode d’existence actuel, tel qu'il s'offre à nous. Mais l’organisme des êtres vivants donne naissance à beaucoup de composés, dont les parties, chimiquement similaires, ont entre elles une corrélation intime, et comme raisonnée, qui est due à leur mode de génération physiologique. On les appelle des substances organisées. Les corpuseules chimiques qui les composent, étant considérés indépendamment de toute coordination relative, sont appelés des matières organiques, par allusion à leur origine naturelle; sans attribuer, d’ailleurs, à leurs éléments simples d’autres propriétés que celles qu'ils manifestent, dans la généralité des combinaisons où ils entrent. La délicatesse des appareils qui confectionnent ces corpuseules invisibles pourrait-elle, dans certains cas, leur imprimer à eux-mêmes un caractère d'organisation intérieure ? Nous l’ignorons. Jusqu'à présent, le pouvoir rotatoire moléculaire n’a été constaté que dans cette classe de substances, élaborées par l'organisme vivant.
Sans connaître la nature des forces particulières, qui émanent des corpuscules disjoints dont chaque substance se compose, l'expérience nous montre que celles qui déterminent principalement les effets chimiques exercent des actions dont l'intensité décroit très rapidement quand la distance augmente. Car toutes les variétés de ces eflets se produisent entre des limites d’éloignement inappréciables pour nous. Ils consistent en ce que
les substances, dont les molécules s’entremélent, et s’approchent mutuellement, dans ces limites, s’assemblent occasionnellement, ou se séparent, en systèmes corpusculaires différents des primitifs. Ces actes mécaniques constituent ce que l'on appelle les combinaïsons et les décompositions chimiques. On n’en aurait vraisemblablement qu'une idée imparfaite, en concevant deux nébuleuses célestes qui se pénétreraient mutuellement.
Malgré l’excessive complication que leur assigne cette comparaison même, on devra, au moins par la pensée, distinguer dans ces réactions deux ordres de phénomènes, qui diffèrent entre eux par les conditions mécaniques de leur accomplissement. Les premiers s’opéreront quand les distances mutuelles des corpuscules, qui réagissent les uns sur les autres, se trouveront si grandes comparativement à leurs dimensions propres que tous les éléments de masse de chaque corpuscule, qui sont de nature pareille, y exercent des actions d'intensité sensiblement égales, quelle que soit leur situation relative dans son intérieur. Les autres phénomènes commenceront à s'opérer, quand les distances mutuelles des corpuscules mis en présence seront devenues assez petites, pour que les situations relatives de leurs éléments de masse produisent des inégalités sensibles dans les intensités absolues de leurs actions individuelles. La première classe d’effets dépendra seulement de la nature propre, et de la masse totale, des divers ingrédients contenus dans les corpuscules de chaque substance; comme aussi des propriétés spéciales que la nature peut avoir attachées à chacun d’eux, pris dans son ensemble. Les derniers dépendront en outre de la place que chaque ingrédient y occupe, de leur arrangement relatif, et de la configuration du corpuscule entier.
Ces deux ordres d'effets des forces attractives se réalisent avec une entière évidence, dans les mouvements des corps qui composent notre système planétaire: et ils peuvent y être aisément distingués. Les mouvements généraux de circulation que les planètes exécutent dans leurs orbites, et les dérangements occasionnels qu'elles y éprouvent, s’opèrent, sans différence appréciable, comme si leurs masses étaient individuellement concentrées en un point mathématique, coïncidant avec leur centre de gravité. Voilà le premier ordre de phénomènes. Mais les situations relatives des éléments de masse, qui composent le corps de chaque planète, ont une influence sensible et déterminante, dans les oscillations des fluides qui les recouvrent, et dans les mouvements divers que chacune éprouve autour de son centre de gravité, indépendamment de sa rotation constante sur ellemême. Voilà le second ordre de phénomènes. Au point de vue mathématique, l’un et l’autre doivent s’opérer avec des caractères analogues, dans tous les systèmes de corps libres doués d’actions réciproques, qui s’exercent à distance. Mais les effets qui leur appartiennent peuvent avoir des proportions toutes différentes de celles que nous leur voyons dans notre système planétaire. Leurs phases d'accomplissement simultané peuvent devenir tellement soudaines, et mêlées ensemble, que l’observation, tout en sachant qu'ils existent, se trouve inhabile à les discerner.
C'est là justement ce qui arrive dans les réactions chimiques; et l’on concoit trop bien qu'il en doit être ainsi, quand on compare les conditions mécaniques des deux problèmes. Les corps permanents de notre système
planétaire ont tous des formes presque sphériques. Les intervalles qui les séparent restent toujours très grands, comparativement à leurs dimensions propres. À ces distances, l'attraction proportionnelle aux masses et réciproque au carré des distances est l'unique force qui ait une influence appréciable sur leurs mouvements. Ils se meuvent dans un espace sensiblement dépourvu de résistance, et leurs masses s’y maintiennent constantes; ou, du moins, depuis des siècles qu’on les observe, il ne s’y est opéré aucun changement que l'on püût apprécier. Enfin ils sont en petit nombre, et leurs masses sont toutes très petites comparativement à celle du corps principal autour duquel ils circulent. Cette réunion de circonstances donne au problème céleste toute la simplicité que puisse comporter sa nature.
Dans les phénomènes chimiques, au contraire, les conditions mécaniques des mouvements, et leurs phases mêmes, nous sont cachées. Nous ignorons la forme et la constitution intime des corpuscules qui réagissent les uns sur les autres. Eux-mêmes, ainsi que les intervalles qui les separent, échappent à nos sens; de sorte que nous ne pouvons connaître le rapport de leurs dimensions à leurs distances mutuelles, ni dans quelles proportions ces dernières varient. Les forces propres, que chaque corpuscule exerce entre ces limites invisibles d'écart, nous sont inconnues. Le seul caractère que nous puissions y attacher, c’est de décroître avec tant de rapidité quand la distance augmente, qu’elles deviennent inefficaces à toute distance sensible pour nous. De plus, elles ne déterminent pas seules les phénomènes, ou du moins leur influence n'y est pas absolue. Car nous voyons sans cesse leurs effets modifiés par l'intervention de principes impondérables, que nous employons comme agents sans savoir en quoi ils consistent, ni comment ils concourent aux résultats. Enfin, pour surcroît de complication, les actions ainsi exercées sont tellement puissantes que les masses propres des corpuscules en éprouvent des changements convulsifs, qui les résolvent en groupes moins complexes, ou les font s'agréger en groupes nouveaux. Ces convulsions nous représentent, avec des proportions incomparablement agrandies, ce qui arriverait aux fluides qui recouvrent notre sphéroïde terrestre, si les astres, qui tour à tour Îles soulèvent et les abandonnent, s'approchaient assez de son noyau solide pour les soustraire, totalement ou en partie, à la prépondérance de son action.
Dans ce dénûment de données immédiates, pour attaquer un problème si complexe, la chimie moderne, et c'est là sa gloire, n’est pas demeurée une pure science de faits. À mesure que ses opérations lui en ont fait découvrir un plus grand nombre, elle s'est d’abord efforcée de les rattacher entre eux, d'après leurs rapports les plus apparents. Ce travail de coordination a fait apercevoir des lois expérimentales, qui, dans la sphère d'application que chacune embrasse, font prévoir, presque infailliblement, tous les résultats analogues qui doivent s’y produire, sinon jusque dans leurs détails, du moins dans les circonstances générales de leur accomplissement. De là, elle a tiré des inductions qui, dans beaucoup de cas, montrent, avec une grande vraisemblance, quel mode de décomposition, de recomposition, ou de déplacement mutuel, a dû mécaniquement s'opérer dans les substances mises en présence; et quels systèmes de groupes
corpuseulaires ont été définitivement désunis, ou formés, dans leur réaction. Reportant alors, par la pensée, les actions de ces groupes aux corpuscules invisibles qui les composent, elle a pu légitimement, sans hypothèse, caractériser ceux-ci individuellement, dans chaque substance, par le triple concours de leurs propriétés observables, avec la nature et la quotité relative des ingrédients pondérables qui les constituent.
La voie de progrès par laquelle la chimie est arrivée jusqu’à ces abstractions, qui semblaient devoir lui être inaccessibles, présente deux sections, nous pourrions dire deux étapes distinctes : celle de la coordination, celle de la spéculation. Dans la première, la chimie ne s’appuie que sur ellemême, et n'étend pas encore ses vues au delà de ses résultats immédiats. Elle perfectionne ses analyses, découvre la loi des proportions multiples, crée le calcul des équivalents. Ce calcul a été pour elle le principe de toute généralisation. Car, d'abord, définissant les résultats des analyses, non plus d’après leurs détails numériques, qui les laissaient isolées, mais par les masses relatives des divers ingrédients simples qui constituent chaque substance, il a rendu manifeste une des principales conditions mécaniques de leur existence individuelle, que l’on a pu exprimer généralement par une notalion littérale d’une extrême simplicité. Alors, comme Ja loi des proportions multiples était naturellement réalisée dans ces expressions, toutes les substances analysées se sont trouvées représentées symboliquement par l'association de deux caractères : l’un spécifiant la nature propre de chaque ingrédient, l’autre désignant le multiple résultant de son unité conventionnelle, qui entre dans chaque substance considérée.
Ces deux caractères résumaient toutes les données que l'analyse immédiate peut fournir. Mais, d'après l'exposé que nous avons fait du probleme chimique, leur réunion devait être insuffisante pour établir une qualification complète. Car ils ne définissent nullement les rapports de masse, que peuvent avoir entre eux les corpuscules constituant des substances diverses ; ils n'expriment rien qui soit relatif aux configurations propres de ces corpuscules, non plus qu'à la distribution intérieure des divers ingrédients qui les composent. Or ce sont là autant de particularités Terminé des actions exercées par eux. Aussi a-t-on rencontré beaucoup de substances, qui, étant composées des mêmes ingrédients simples, unis dans les mêmes proportions de poids, possèdent des propriétés physiques et chimiques très différentes. On les a nommées isomères. Il a donc fallu dès lors chercher, hors de l'analyse immédiate, des caractères généraux d'identité ou de dissemblance qui pussent être annexés à la formule symbolique, comme complément de qualification, dans ces cas-là comme dans tous les autres.
Ce problème se résout par une analogie très naturelle, lorsque les substances considérées, étant placées dans des circonstances pareilles, lorment, avec d’autres substances, des combinaisons similaires, dont les produits constants et nettement définis ne diffèrent, dans leur composition, que par les quantités relatives des masses étrangères, qui se sont respeclivement associées à un même poids des balances isomères que l'on compare. On proportionne alors les équivalents de poids, conséquemment les masses propres des corpuseules, à ces quantités relatives ; ce qui donne le facteur commun par lequel il faut multiplier leurs formules symboliques,
pour les astreindre à cette proportion (1). C’est ainsi, par exemple, que l’on caractérise par un facteur distinct les quatre combinaisons isomères du cyanogène avec l'oxygène, que l’on appelle l'acide cyanique, l'acide cyanurique, la cyamélide, substance indifférente, et l'acide fulminique. La dissemblance de notation ainsi appliquée à ces quatre corps est évidemment inattaquable quand on l’emploie comme symbole des faits observés. Mais son interprétation physique implique une induction qui est seulement vraisemblable. C'est que, dans ces expériences, l'inégale composition des produits pris pour épreuve doive être uniquement attribuée, et proportionnée, aux masses relatives des corpuscules isomères dont les ingrédients s’y trouvent combinés. Aussi, en de tels cas, la chimie se prévaut-elle de toutes les analogies qui peuvent confirmer la proportionnalité qu’elle admet.
L'étude des substances organiques, si agrandie de nos jours, présente un grand nombre de faits d’isomérie plus difficiles à définir que celui-là, même symboliquement, parce que les réactions qui s’y opèrent, dénaturant presque toujours la substance que l’on veut éprouver, ne la caractérisent alors qu'indirectement, par les produits qui résultent de sa décomposition, et pour ainsi dire après qu'elle n’existe plus; ce qui tend à éteindre les caractères primitifs de disparité, qui résoudraient les isoméries. Pour sortir de ces ambiguïtés, la chimie a cherché, a trouvé, dans les sciences qui la touchaient, des épreuves auxiliaires dont l'application est exempte de toute opération destructive. Elle a reçu de la physique la loi des volumes ; puis, l'évaluation de la densité des vapeurs des corps, tant vaporisables que non vaporisables, et la mesure des chaleurs spécifiques, qui lui ont fourni, pour caractériser les diverses substances, de nouveaux ordres d’équivalents à joindre aux équivalents de poids. La cristallographie lui a donné les conditions de l’isomorphisme:; et c’est assurément une chose curieuse autant qu'instructive, que de voir combien une science, qui s'occupe seulement des formes, a pu rendre de services à celle qui s'occupe exclusivement de phénomènes moléculaires. Mais la séparation que les convenances de notre esprit nous font établir entre ces études n’est qu'artificielle; et leur connexité est réellement très profonde. Le mot isomorphisme, tel que les chimistes l’appliquent, exprime une triple analogie de propriétés, que présentent, non pas toujours, mais très fréquemment, les substances qui ont des formules chimiques semblables ; c’est-à-dire dont l'unique distinetion consiste dans la nature des ingrédients, simples ou complexes, que désignent leurs symboles littéraux. Parmi ces substances, à formules semblables, un grand nombre, lorsqu'elles cristallisent isolément, s'agrègent, par leur propre action, en solides géométriques, dont les formes sont identiques entre elles, ou peu différentes. Elles cristallisent aussi, conjointement, par leurs actions réunies, quand on les a dissoutes ensemble suivant toutes sortes de proportions; et alors, si l'opération est bien ménagée, les cristaux qu’elles donnent, ayant une structure continue, et une composition
1. Pour deux substances de composition différente, les masses des corpuscules chimiques sont entre elles comme les nombres qui expriment les équivalents de poids, respectivement multipliés par deux facteurs entiers dont les valeurs sont inconnues. Quand les substances comparées sont isomères, ces facteurs sont égaux, ou multiples simples d'un mème nombre; et les masses des corpuscules sont proportionnelles aux équivalents adoptés.
ESS ex =
homogène dans toute leur masse, offrent encore des formes semblables entre elles, et aux précédentes, sauf quelques faibles inégalités dans leurs angles; comme si les corpuscules de nature diverse qui constituent ces mélanges, quand ils s'agrègent en groupes cristallins identiques entre eux, et de composition hétérogène, étaient amenés, par leurs réactions mutuelles, à y prendre des positions relatives toujours peu différentes de celles qu’ils auraient eues dans leurs groupements isolés. Il n'est pas difficile de concevoir comment des analogies, si prochainement dépendantes des forces moléculaires, ont pu être utiles à la chimie. Elles lui ont donné d’abord le moyen d'expliquer, et de ramener à la grande loi des combinaisons définies par multiples simples, une foule de prôduits naturels ou artificiels, dont la composition complexe et inconstante semblait y faire une grave exception. En outre, les corps composés devant, d’après ce principe, être rapprochés ou éloignés analogiquement les uns des autres, selon qu'ils se montrent isomorphes ou non isomorphes entre eux, on a tiré de là des inductions très puissantes, pour distinguer, par comparaison, ceux qui doivent être rapportés à un même ordre, ou à différents ordres de combinaisons atomiques; ce qui à fourni à la théorie des points d'appui nouveaux, et des conditions nouvelles de coordination. Enfin, comme cela arrive toujours dans les alliances des sciences, le principe de l'isomorphisme n’a pas seulement profité à la chimie. La minéralogie s'en est aussi éclairée. Car elle a pu alors concevoir, et définir par des formules précises, les types abstraits de beaucoup d'espèces minérales que la nature ne présente presque jamais pures, parce qu’elles se trouvent habituellement mêlées à des substances isomorphes de leurs éléments principaux, lesquelles ont pu, ont dû même en général, ètre présentes avec eux en proportions plus on moins abondantes, quand la combinaison s’est formée. C’est ainsi que les géomètres ont une notion parfaite du cercle, quoique la nature ni l’art ne leur aient jamais présenté de cercle parfait.
A mesure que la chimie s’avancera dans l’étude intime des corps, et c’est là qu'est son avenir, elle ne pourra que gagner davantage au contact des sciences qui les explorent sous des points de vue et par des procédés différents des siens. Deux surtout, la cristallographie et l'optique, semblent devoir lui ètre désormais des auxiliaires, non pas seulement utiles, mais indispensables, pour éprouver et légitimer les théories que ses recherches lui suggèrent. La première, il est vrai, ne lui fournira pas de caractères, qui soient immédiatement applicables aux corpuseules entre lesquels s'exercent les actions chimiques. Selon toute apparence, les petits solides similaires, dont l’agrégation compose chaque cristal de dimension sensible, sont des assemblages nombreux de ces corpuscules, que leurs attractions réciproques ont déterminés à se grouper entre eux, suivant un certain mode d’arranrangement relatif, dans les circonstances physiques où ils se trouvaient placés. La forme cristalline qu'on observe dans les masses doit donc être un résultat complexe de ces attractions, combinées avec les circonstances qui les modifient. Ainsi, en faisant varier ces circonstances, et suivant avec attention les particularités qui s’opèrent dans l’ensemble et les détails de Ja forme, sous leurs influences diverses, on devra y trouver des indices qui auront une connexion plus ou moins prochaine avec les forces attractives
ES Zn +2
exercées par les corpuscules chimiques, dont l'assemblage constitue l'embryon cristallin. Ces études générales pourront être considérablement facilitées, et assurées, par l'observation du pouvoir rotatoire moléculaire qui, dans les cas nombreux où il existe, nous découvre des propriétés spécifiques inhérentes aux corpuscules chimiques eux-mêmes: non pas à la suite d'épreuves qui auraient pu les modifier, mais par la seule inspection d'effets sensibles qu'ils produisent sur la lumière polarisée, dans l’état actuel où on les observe. Jusqu'à présent ce pouvoir est, après la pesanteur, le seul caractère observable, que l’on puisse leur appliquer individuellement. Il y a donc là un puissant motif pour s'attacher d’abord, et par préférence, à l'étude des combinaisons où sa présence peut servir de guide. Or ce sont, à la fois, les plus diversifiées, et les plus embarrassantes à interpréter sûrement, d'après les seules indications chimiques, à cause de leur mobilité, jointe à la faiblesse souvent indécise de leurs réactions.
La série de recherches, si neuves et si fécondes, que M. Pasteur poursuit depuis quatre ans, avec un succès digne de sa persévérance, confirme toutes les considérations que nous venons d'exposer. Ces recherches ont été faites avec le triple concours de la cristallographie, de la chimie et de l'optique moléculaire. Là se trouve le principe de la réussite, et c'en était aussi la condition. En effet, supprimez un des termes de cette alliance, n'importe lequel : les deux autres, séparés ou réunis, n’auraient pu fournir à l'esprit le plus sagace que des résultats isolés, disjoints, dont la connéxion, qui fait aujourd'hui leur principal mérite, serait encore ignorée: et qui n'auraient, chacun en particulier, que la valeur d’un fait de détail, ajouté à tant d’autres. Mais, par l’heureuse union de toutes les épreuves expérimentales, au moyen desquelles le champ d'investigation où était entré M. Pasteur pouvait être exploré, l’ensemble des phénomènes qu'il étudiait s’est découvert à lui. Non seulement l'acide racémique, jusque-là supposé un être simple, a été matériellement séparé en deux autres moléculairement distincts, doués de pouvoirs rotatoires égaux et contraires ; mais, en outre, les caractères cristallographiques, par lesquels ces composants se distn guent du système neutre que leur combinaison forme, ont été recherchés, suivis, constatés, dans ces corps mêmes, ainsi que rs tous leurs sels cristallisables. Ces caractères ont été ensuite retrouvés, dans beaucoup d’autres produits organiques, doués ou dépourvus de pouvoir rotatoire; ils sont devenus des indices, non pas encore généraux, mais très habituels de ces deux états. On a vu ainsi, pour la première fois, se manifester des relations observables entre les qualités.propres aux molécules imperceptibles qui composent les corps et la configuration des masses sensibles qui résultent de leur agrégation en cristaux.
Le nouveau travail que M. Pasteur vient de vous soumettre, et dont nous allons vous rendre compte, est exécuté avec le même concours de connaissances, et d'épreuves expérimentales, que les précédents. Seulement, cette fois, une occasion qu'il n'avait pas prévue lui en a fourni le sujet et les premiers matériaux. De sorte que l’on pourrait dire qu'ils lui ont été donnés par le hasard; si l'on devait appeler hasard, la poursuite d’un fait récemment annoncé comme un résultat isolé dans la science, dont un esprit préparé saisit l'importance en le rapportant à ses études antérieures et
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