BIOT ET J. HERSCHELL

La loi générale énoncée tout à l'heure, qu'une science progresse surtout en changeant ses points de vue, explique le secours qu'elle tire toujours des emprunts faits aux sciences ses voisines ; c'est peutêtre parce que les cerveaux jeunes recherchent le plus avidement et subissent le mieux ces imprégnations extérieures que la jeunesse est surtout l'époque où fleurit l'esprit d'invention. Dans le cas qui nous occupe, le progrès est venu de l'introduction des pouvoirs rotatoires, dus à la physique, dans les questions de minéralogie.

On sait que toute impression lumineuse est le résultat d'une vibration accomplie à la façon d'une tige rigide qui, serrée dans un étau à une de ses extrémités, vibrerait de l'autre en oscillant autour d'une position d'équilibre; si, à l'extrémité mobile, elle porte un bouton poli donnant un point lumineux, on peut faire décrire à ce point lumineux une ellipse, une circonférence ou une ligne droite. Envisageons ce dernier cas, le plus simple, et appelons, par convention, plan de polarisation le plan qui contient la tige vibrante et la ligne lumineuse que décrit r>on extrémité. Supposons

ce plan vertical, et le point lumineux se mouvant devant nous le long des aiguilles d'une pendule qui marquerait six heures. Tant qu'il n'y a que de l'air interposé entre le point lumineux et notre œil, la vibration ne change pas de direction, mais il y a telles substances transparentes qui, traversées par elle, la feraient se projeter sur les aiguilles d'une horloge marquant 5 h. moins 5 pour une certaine épaissseur traversée, marquant ï h. moins 10 par une épaisseur double. En d'autres termes, elles font tourner à gauche le plan de polarisation d'une quantité proportionnelle à leur épaisseur. Nous les appellerons des substances ayant un pouvoir rotatoire gauche ou, pour aller plus vite, des substances gauches. Il existe de même des substances droites dont, mutatis mutandis, la définition est la même.

Le quartz cristallisé, dont nous venons de voir les formes hémiédriques, est précisément une de ces substances douées du pouvoir rotatoire; il fait tourner le plan de polarisation d'un rayon lumineux qui le traverse dans le sens de l'axe, et Biot, dans l'étude très soigneuse qu'il avait faite des lois de cette rotation, avait remarqué que certains cristaux de quartz, examinés sous une certaine épaisseur, déviaient à droite ce plan de polarisation d'une quantité égale à celle dont le déviaient vers la gauche d'autres cristaux examinés sous la même épaisseur. Il avait brièvement résumé ce fait en disant: il y a des quartz droits et il y a des quartz gauches,

Or, ici se présentait une circonstance curieuse. Haùy avaittrèsbien vu, sur les angles de ses cristaux prismatiques de quartz, des facettes hémiédriques (.r. -r . fig. 2), différentes de celles que nous avons envisagées tout à l'heure pour simplifier, mais qui, prolongées, donne-

raient encore un rhomboèdre. Il avait aussi remarqué que ces facettes qui, en vertu de la symétrie, eussent dû être doubles sur chacun des angles qu'elles coupaient, étaient le plus souvent simples, c'est-à-dire qu'une seule d'entre elles était conservée, et cette face s'inclinait tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre, suivant les cristaux, sur l'arête qui la portait. Quand l'inclinaison

Fig. 2.

Quartz plagièdre gauche. \ Quartz plagièdre droit.

était d'un côté sur une arête du prisme, elle était du même côté sur les cinq autres. Il avait appelé plaijirihr* tous les cristaux qui portaient ces facettes hémiédriques; plagièdres droits ceux où elle inclinait à droite, le cristal étant orienté d'une manière convenue ; plagia lies gauches ceux où elle inclinait à gauche. Il en était resté là, et son élève, Delafosse, n'avait de même vu dans ces facettes cristallines que la confirmation de ses idées sur le caractère tétraédrique de la molécule intégrante. Si on imagine une série de tétraèdres enfilés bout à bout le long d'une tige rigide, cette file se terminera d'un côté par une pointe, de l'autre, par une sur-

face plane : l'extrémité de la file correspondait, pour Delafosse, à l'arête non tronquée et restée aigui;, la face plane à l'extrémité portant la facette hémiédrique.

La découverte de Biot et celle d'Haiiy coexistèrent quelquesannéesdansla science sanss'influencermutuellement. C'est John Herschell qui mit dans ce rouage inerte la goutte d'huile destinée à le faire marcher. Il s'avisa de rapprocher l'observation purement cristallographique d'Haiiy sur les plagièdres droit et gauche, de l'observation purement physique de Biot sur le quartz droit et le quartz gauche. On peut, puisqu'on fait à son gré la convention qui définit la position cristallographique du cristal de quartz qu'on examine, le placer de façon à ce que le quartz droit soit aussi le plagièdre droit, le quartz gauche le plagièdre gauche. Et alors un lien apparaît entre la forme cristalline et le sens du pouvoir rotatoire. Remarquons que cette convention que nous venons de faire n'a rien d'obligatoire et pourrait être remplacée parla convention contraire. Ce qui est essentiel, c'est que l'existence du pouvoir rotatoire se trouvait mise par Herschell en rapport avec les inégalités de construction du cristal, et qu'à côté des structures différentes, mais pourtant semblables, que l'existence des plagièdres droit et gauche nous oblige à admettre dans le quartz, nous pouvons placer les actions pareilles, mais pourtant inverses, qu'il exerce sur la lumière polarisée.

Je viens de parler de structure. C'est qu'il nous faut faire ici une remarque importante : cette action sur la lumière polarisée ne se manifeste que dans le quartz cristallisé. Avec du quartz amorphe ou de la silice en dissolution dans un liquide quelconque, on n'en trouve

plus trace. Bien plus, l'action n'a lieu que sur un rayon lumineux polarisé traversant le cristal dans le sens de sa longueur et parallèlement à l'axe, ou au moins dans une direction très peu inclinée sur cet axe. Elle diminue rapidement à mesure que l'inclinaison augmente, et il n'y en a plus trace quand le rayon traverse le cristal obliquement et dans le sens de l'épaisseur.

Cette circonstance, qui rattachait le pouvoir rotatoire aux files moléculaires de Delafosse, était d'autant plus curieuse qu'elle ne se retrouvait pas du tout pour les autres substances dans lesquelles Biot avait aussi découvert le pouvoir rotatoire. Ces substances étaient presque toutes des produits de la vie animale ou végétale : sucre, acide tartrique, essences diverses, albumine, etc. Or, celles qui pouvaient cristalliser, le sucre, l'acide tartrique, n'avaient aucune action à l'état de cristaux. Toutes, en échange, mises en solution dans de l'eau ou un liquide quelconque, dévient, les unes à droite, les autres à gauche, le plan de polarisation. Cette déviation reste la même pour une même solution lorsque l'épaisseur est la même, ne dépend pas du sens dans lequel on fait traverser par le rayon lumineux le liquide qu'on examine, et ce qui montre bien qu'elle ne dépend pas de l'arrangement intérieur des molécules actives dans le dissolvant, c'est qu'on peut agiter ce liquide pendant l'observation, sans rien changer à la quantité et au sens de la déviation.

Ceci témoigne, et Biot avait bien vu cette conséquence, que l'action exercée par les solutions d'acide tartrique ou de sucre n'est pas due, comme dans le quartz, à la disposition des molécules les unes par

rapport aux autres, à la forme de la construction, mais à la forme de la molécule elle-même, forme qui doit être en rapport avec sa constitution.

On voit le pas considérable que nous faisait faire cette conception. Elle permettait d'aborder une question qu'Haûy avait laissée de côté, que Delafosse avait à peine effleurée, la question delà forme de la molécule. Elle faisait prévoir, dans l'arrangement des atomes de cette molécule, des dispositions dissymétriques analogues à celle des molécules intégrantes d'un cristal de quartz dans l'arrangement du cristal; quant à ce quartz lui-même, il avait été un éveilleur d'idées, mais son importance diminuait beaucoup au regard des substances qui portaient le pouvoir rotatoire dans leur molécule. Un horloger peut faire dans sa vitrine, avec ses montres, des arrangements réguliers, géométriques, analogues à des réseaux cristallins, qui attirent l'œil et sont soumis à certaines lois. Mais dès qu'on voit que toutes ces montres marchent et marquent la même heure, on cesse de penser à l'arrangement delà vitrine pour songer au mouvement de la montre. Quelle pouvait bien être la liaison entre l'arrangement des atomes dans la molécule et le pouvoir rotatoire?

PASTEUR. — LES TARTRATES

Telle était la question qu'a souvent dû se poser Pasteur, car c'est ici qu'il apparaît. Il avait puisé dans l'enseignement de Delafosse le goût de ces recherches, et dès que, sorti de l'École normale, il put rentrer au laboratoire en qualité de préparateur, il se mit en mesure de les poursuivre. Pour se faire l'œil et la main aux choses de la cristallographie, il eut la bonne idée de prendre pour guide un travail un peu étendu sur les formes cristallines, se proposant de répéter toutes les expériences, toutes les mesures, et de comparer ses résultats avec ceux de l'auteur qu'il suivrait pas à pas. 11 choisit pour cela un travail de de la Provostaye sur les tartrates, et il eut la main heureuse, car, parmi les corps doués du pouvoir rotatoire, les tartrates sont ceux qui présentent au plus haut degré de simplicité les'phénomènes vers lesquels se dirigeait son ambition de jeune savant. Avec d'autres sels, il eût dû chercher plus longtemps pour trouver des choses moins nettes: mais il eût fini par trouver.

11 avait, en effet, constamment présente à l'esprit cette corrélation entre l'hémiédrie et le pouvoir rotatoire découverte dans le quartz. Elle avait beau n'avoir aucun

rapportapparent aveclecas de l'acide tartrique, résider dans l'arrangement des molécules, au lieu de résider dans la molécule elle-même, les idées de son maître et les siennes, ramenées constamment sur ce sujet, lui disaient qu'il devait y avoir quelque chose traduisant à l'extérieur le mode d'arrangement des atomes. Une des meilleures preuves qu'il cherchait ce quelque chose que son imagination lui avait fait entrevoir au travers des mémoires de Biot et d'Herschell, c'est qu'il vit du premier coup, sur les cristaux d'acide tartrique et des tartrates, ces facettes hémiédriques que ni de la Provostaye, ni Mitscherlich n'avaient notées. Le premier, travailleur consciencieux mais sans flamme, les avait certainement vues, mais ne les avait pas regardées. Le second, dont l'éloge n'est plus à faire, se préoccupait surtout, dans son travail, de montrer l'isomorphisme des tartrates, qui en ont, et des paratartrates, qui n'en ont pas; il ne pouvait pas avoir beaucoup de considération pour ces facettes hémiédriques qui contrariaient parfois un parallélisme si marqué par ailleurs. En forçant un peu la note, on pourrait dire que Mitscherlich ne voulait pas Jes voir, et ne les a pas vues, tandis que Pasteur, qui voulait les voir, les a vues tout de suite.

Il faut dire pourtant que ces facettes ne sont pas toujours très apparentes dans tous les tartrates et dans tous les cristaux d'un même tartrate, mais on peut d'ordinaire les rendre plus manifestes en changeant un peu les conditions de la cristallisation. Bref, dès que l'attention est portée de leur côté et qu'on les cherche, on en trouve dans tous les tartrates.

Ceci confirmait l'idée d'une corrélation entre

l'hémiédrie et le pouvoir rotatoire. Mais cette corrélation était encore lointaine. Il n'y avait même pas ici, en apparence au moins, cette corrélation entre la position de la facette et le sens de la rotation qui faisait que le quartz droit était le plagièdre droit, et le quartz gauche le plagièdre gauche. Les cristaux des divers tartrates appartiennentà divers systèmes, ont par suite des aspects très variés, et on n'y retrouve pas cette belle harmonie déformes qui fait presque des frères jumeaux des divers cristaux prismatiques de quartz. La constatation que Pasteur venait de faire serait restée inféconde sans une autre découverte qui vint lui donner la vie qui lui manquait encore, et cette découverte est due à l'homme de travail, si la première appartient à l'homme de réflexion et d'imagination.

Je viens de dire que les cristaux des divers tartrates ont les aspects les plus divers; ils sont en aiguilles, en tables aplaties, en prismes; ils sont plus ou moins couverts de facettes qui abattent leurs angles ou leurs arêtes, et masquent leur forme primitive. Mais, malgré la variété de leurs physionomies, il y a quelques

Fie. 3.

traits qui restent immuables chez eux, et constituent leur marque de famille. Ce sont trois facettes qui se

succèdent toujours dans le même ordre et en faisant entre elles à peu près les mêmes angles. Ces facettes, qui comprennent deux faces contiguës P et M de la forme primitive, et une facette h1 à cheval sur l'intersection des deux premières, sont parallèles à une même droite qui pourra remplacer pour nous cet axe du prisme hexagonal du quartz qui nous a été si utile pour établir la corrélation entre le sens de l'héraiédrie et le sens du pouvoir rotatoire dans ce cristal.

Convenons de mettre cette droite verticale dans nos cristaux de tartrates, et de tourner en avant le système des trois facettes qui forme le trait commun des divers cristaux. Tous ces cristaux pourront ainsi, malgré la variété de leurs formes, être rangés en files orientées, à la faconde soldats montrant en avant la même série de boutons. Or, quand on les a ainsi rangés, on s'aperçoit avec surprise que tous ces soldats n'ont qu'une seule épaulette, partout tournée du même côté : je veux dire que tous ces tartrates ont leur facette hémiédrique d'avant inclinée vers la droite de celui qui les regarde.

Si on leur fait faire demi-tour, ils sont comme les soldats de plomb des enfants ou comme le dieu Janus, leur devant ne se distingue pas de leur derrière : la facette hémiédrique de l'arrière vient en avant, mais est toujours à droite. Si on les renverse pour les regarder par l'autre bout, ils ressemblent alors aux figures doubles des cartes à jouer; leurs extrémités se ressemblent, et de quelque façon qu'on les place, à la condition de mettre en avant le groupe caractéristique des trois faces que nous avons signalées, une de leurs quatre facettes héraiédriques revient obstinément

se placer en face de l'observateur, et à sa droite. Ainsi, chose curieuse, tous les tartrates si variés de formes que Pasteur avait étudiés au nombre de 19, avaient un pouvoir rotatoire de même sens, et aussi une hémiédrie de même sens. Cette corrélation les rapprochaitdu quartz, mais avait un sens plus profond, car ici il ne pouvait plus être question d'arrangement de» molécules dans le cristal, mais d'arrangement des atomesdanslamolecule.il est clair qu'on pouvait changer les conventions, par exemple examiner, comme on avait l'habitude de le faire en Allemagne, les cristaux par la tranche, au lieu de les examiner en face, comme on le faisait dans la convention française. Les facettes hémiédriques s'inclinent alors à gauche lorsque le pouvoir rotatoire reste droit, mais c'est l'énoncé du phénomène qui change et non sa nature : tous les tartrates ayant un pouvoir rotatoire du même sens ont aussi une hémiédrie de même sens, et cela démontre une relation entre la forme de la molécule et son mode d'action sur la lumière.

LES PARATARTRATKS

On voil que nous avons progressé depuis l'étude sur le quartz. Nous voici étudiant avec Pasteur le mode dégroupement des atomes. C'est ici que se place une découverte imprévue.

Dans les fabriques d'acide tartrique on trouve parfois, dans les cavités que laissent entre eux en s'associant les gros cristaux de cet acide, des petits cristaux aiguillés, formant des houppes qui se détachent en blanc opaque sur la masse demi-transparente d'acide tartrique, et ressemblent parfois tellement à des cristaux d'acide oxalique que, dans la fabrique de ïhann où ils étaient autrefois très abondants, on les avait pris pour de l'acide oxalique et on avait essayé de les vendre comme tels. On avait reconnu bientôt qu'ils étaient constitués par un acide tartrique particulier, donnant des sels tout à fait semblables aux tartrates. Mitscherlich, qui avait étudié comparativement les tartrates connus et ces nouveaux sels qu'il avait appelés des paratartrates, les avait trouvés identiques sous tous les rapports. Ils avaient même forme cristalline, même poids spécifique, même double réfraction à l'état de cristaux, même angle des axes optiques, même

indice de réfraction lorsqu'ils étaient dissous en même proportion dans l'eau. Bref, aucune méthode ni aucune mesure physique ni chimique ne permettait de les distinguer, et ils semblaient identiques en tout, sauf en ceci, que les tartrates agissaient sur la lumière polarisée, tandis que les paratartrates étaient tout à fait sans action.

Arrivé au point où il en était de ses recherches, Pasteur ne pouvait pas ne pas se préoccuper de cette contradiction apparente. « Mitscherlich, se dit-il, se sera trompé en affirmant que les cristaux de tartrates et de paratartrates se ressemblent. Il doit y avoir entre eux des différences extérieures en ce qui concerne leurs facettes hémiédriques. Mitscherlich, préoccupé de ses idées sur l'isomorphisme, que caressent toutes les ressemblances cristallines entre des corps différents, n'aura pas vu ces différences qu'il ne cherchait pas, mais moi, qui ai l'idée préconçue de leur existence, je suis en bonne situation pour les trouver s'il y en a. »

L'expérience, interrogée de cette façon, répondit de suite. Tous les paratartrates étudiés apparurent avec leurs deux épaulettes, c'est-à-dire avec toutes les faces voulues par les lois de la symétrie. Il n'y avait plus d'hémiédrie : la facette de droite avait sa contre partie à gauche et, simultanément, toute trace d'action sur la lumière polarisée avait disparu.

C'était une confirmation de la prévision, une récompense de l'intuition hardie de Pasteur. Mais, à côté de cette découverte prévue, le hasard, un de ces heureux hasards qu'on ne rencontre guère que lorsqu'on est constamment en quête, réservait une trouvaille imprévue.

Parmi les paratartrates, il y en a deux qui se comportent autrement que les autres quand on les fait cristalliser. Les autres donnent des cristaux ayant en double leurs facettes hémiédriques, et par conséquent n'ayant plus d'hémiédrie par la raison qui fait qu'on n'est plus manchot dès qu'on a ses deux bras. Au contraire, les paratartrates doubles de soude et d'ammoniaque d'un côté, de soude et de potasse de l'autre, déposent dans leurs eaux-mères des cristaux tous hémiédriques, tous manchots : seulement il y en a qui sont manchots du bras droit, et il y en a aussi qui sont manchots du bras gauche.

Qu'était-ce à dire? A envisager les choses en gros, ce résultat était troublant, puisqu'il montrait l'apparition d'une hémiédrie là où il n'y avait pas de pouvoir rotatoire. Mais Pasteur était trop avancé pour reculer ; il avait tiré déjà trop grand parti de sa conception pour perdre confiance. «Malgré tout ce qu'il y avait d'inattendu dans ce résultat, dit-il1, je n'en poursuivis pas moins mon idée. Je séparai avec soin les cristaux hémièdresà droite, les cristaux hémièdres à gauche, et j'observai séparément leurs dissolutions dans l'appareil de polarisation. Je vis alors, avec non moins de surprise que de bonheur, que les cristaux hémièdres à droite déviaient à droite, que les cristaux hémièdres à gauche déviaient à gauche le plan de polarisation, et quand je prenais de chacune de ces sortes de cristaux un poids égal, la solution mixte était neutre pour la lumière polarisée, par neutralisation des deux déviations individuelles égales et de sens opposés. »

1. Recherches sur la dissymétrie moléculaire. Leçon pro fessée àla Société chimique de Paris, 1860, p. 29.

On comprend qu'en présence de ce phénomène inattendu, de cette confirmation presque éblouissante de son idée préconçue, Pasteur ait été pris d'un tel saisissement qu'il quitta le laboratoire, incapable de remettre l'œil à l'appareil de polarisation. C'était un clair rayon de soleil venant illuminer des perspectives qu'il n'avait encore sondées que dans l'ombre ou une demi-lumière. Maintenant qu'elles s'éclairaient subitement, ce n'était pas le moment de les abandonner.

Aussi bien il y avait tout de suite une récolte à faire. En retirant chimiquement des cristaux hémièdres à droite l'acide tartrique qu'ils contenaient, il trouva un acide qui, minutieusement comparé à l'acide du raisin, lui était absolument identique. Les cristaux gauches lui fournirent de même un acide tartrique, en tout identique aussi à l'acide du raisin sauf en un point, c'est qu'il portait à gauche les facettes hémiédriques que le premier portait à droite, et que ses solutions déviaient à gauche exactement de la même quantité que celle dont déviaient vers la droite des solutions également concentrées d'acide tartrique du raisin. En mélangeant ces solutions, la déviation devenait nulle et on obtenait un troisième acide tartrique, l'acide paratartrique inactif par compensation. De plus, cet acide ne résultait pas delà juxtaposition de ces deux constituants, mais de leur combinaison, car des solutions convenablement concentrées d'acide tartrique droit et d'acide gauche s'échauffent beaucoup quand on les mélange, et la liqueur se solidifie sur-le-champ par une cristallisation abondante d'un acide paratartrique, identique à l'acide de Thann dont on était parti.

En résumé, il existait trois acides tartriques iden-

tiques au point de vue de toutes leurs propriétés physiques et chimiques, sauf en ceci, qu'ils ont chacun leurs facettes hémiédriques spéciales et le pouvoir rotatoire correspondant. Ces dissemblances persistent danstous leurs composés, et font partie de leur nature propre. Elles constituent leur marque distinctive, permanente et profonde.

ASPARTATES ET MALATES

Ce développement harmonieux d'une môme idée mère deviendra plus saisissant, encore tout à l'heure, lorsque nous remonterons, ainsi que nous en avons le droit, à la molécule chimique, de qui vient l'influence initiale. Pour le moment, nous avons à nous demander si nous sommes là en présence d'un fait général ou d'un fait particulier. Les diverses substances organiques que Biot a trouvées douées du pouvoir rotatoire présentent-elles toutes des formes hémiédriqvies lorsqu'elles cristallisent? Il n'y en a malheureusement pas beaucoup qui puissent donner des cristaux mesurables : l'asparagine et ses divers dérivés, acide aspartique et malique, sont pourtant dans ce cas. Pasteur se hâta de les étudier1.

L'asparagine était à ce moment une substance rare. Pasteur fut obligé de planter de la vesce dans le jardin et les caves de l'académie de Strasbourg. Du jus des plantes, il retira, par les procédés connus, de Tasparagine qu'il fit cristalliser, et qui se montra à la fois pourvue de facettes hémiédriques et douée du

1. Mémoire sur les acides aspartique et malique. Ann. de. rh. et ae phys., 3« p., t. XXXIV.

pouvoir rotatoire. Gomme l'acide tartrique, elle transporte cette dernière propriété dans ses dissolutions acides ou alcalines, mais elle présente cette particularité imprévue de déviera gauche le plan de polarisation quand elle est en solution neutre ou alcaline, de le dévier au contraire à droite, et d'une quantité beaucoup plus grande, quand elle est en solution dans un acide. Dans aucun cas pourtant, elle n'a cessé d'être de l'asparagine, à moins qu'on n'ait chauffe la liqueur ou opéré avec des acides ou des alcalis très concentrés, et on peut, en la précipitant, lui retrouver toutes ses anciennes propriétés. Cela prouvait que le pouvoir rotatoire d'une substance ne dépendait pas que d'elle, et que si l'existence de ce pouvoir avait une signification, au point de vue des idées dans lesquelles s'était placé Pasteur, son sens et sa grandeur étaient chose contingente et d'ordre secondaire.

Je viens de dire que, pour laisser intacte l'asparagine sur laquelle on opérait, il ne fallait pas chauffer les liqueurs. Bouillie avec une solution alcaline, elle se transforme en acide aspartique. Cet acide a-t-il gardé quelque chose du pouvoir rotatoire de l'asparagine'.' Il est trop peu soluble dans l'eau pour qu'on puisse étudiée ses solutions aqueuses. En solution dans les alcalis il dévie à gauche : dans l'acide chlorhydrique ou l'acide nitrique, il dévie adroite.

Un autre dérivé de l'asparagine était encore plus intéressant à étudier : c'est l'acide malique qu'on peut en retirer par l'action de l'acide hynoazotique. Cet acide malique accompagne l'acide tartrique dans le raisirr, et, par là, doit éveiller la curiosité. L'expérience apprend qu'au point de vue du pouvoir rotatoire, il se

TRAVAUX DE CRISTALLOGRAPHIE 3b

comporte un peu comme l'acide tartrique., qu'il le rappelle même parfois tellement par ses propriétés qu'on est tenté d'admettre dans les deux acides un groupement atomique commun présidantàleur parenté. Toutefois, dan sieur ensemble, les phénomènes présentés par l'acide malique et les malates sont plus compliqués qu'avec l'acide tartrique et les tari rates. Avec ces derniers, nous avons des séries de cristaux bien ordonnées, où la corrélation entre les deux hémiédries et le sens du pouvoir rotatoire est toujours nette. Avec les malates, au contraire, l'inclinaison dos facettes et le sens de la déviation sont parfois en contradiction, et ainsi disparaît, en apparence au moins, cette belle harmonie qui nous avait tant séduit chez les tartrates.

Si Pasteur avait commencé par l'acide malique, il aurait eu besoin de toute sa ténacité pour se débrouiller au milieu de tant de faits contradictoires. Mais, au point où il en était, ses idées étaient trop assises et son expérience déjà trop grande pour qu'il pût s'étonner de ces changements dans le sens de la déviation des malates suivant les circonstances. 11 avait constaté des phénomènes tout pareils clans l'asparagine, qui pourtant restait toujours la même, et aussi dans les aspartates. Il en avait même trouvé des exemples dans les tartrates, car le tartrate gauche de chaux, dissous dans l'acide chlorhydrique, donne une déviation à droite.

C'est dans ces conditions, où le jugement pourrait rester indécis, que se révèle le flair du savant. Sans s'embarrasser des différences entre les malates et les tarifâtes, il ne voit et ne vise qu'une chose, les ressemblances qu'il a surprises et signalées, et conclut avec une belle tranquillité que s'il y a un groupement atomique

commun entre l'acide tartrique droit du raisin et l'acide malique du sorbier, il doit se trouver aussi un groupement atomique commun entre l'acide tartrique gauche et un acide malique encore inconnu, qui serait le gauche de l'acide malique du sorbier. Et ainsi naissait peu à peu, entre ses mains, cette science de l'arrangement des atomes qui depuis a pris tant d'importance. Partout où il a passé, Pasteur a été un initiateur.

Avant de quitter ce sujet, signalons une dernière série de faits et de conclusions. L'acide tartrique, l'acide malique peuvent subir des destructions ménagées par l'action de la chaleur. Le premier donne de l'acide pyrotartrique; le second de l'acide maléique, et un acide fumarique, identique à celui qu'on retire de la fumeterre. Le groupement atomique qui donne aux acides tartrique et malique la propriété d'agir sur la lumière polarisée se conserve-t-il intact dans leurs dérivés? L'expérience montre que non. Tous ces acides, pyrotartrique, maléique, fumarique, et leurs sels sont inactifs. Dans le mode d'interprétation de Pasteur, la molécule des acides tartrique, nspartique, malique est dissymétrique; celle des acides pyrotartrique, maléique et fumarique ne l'est pas : les atomes se sont groupés autrement, et une nouvelle preuve, c'est que les deux acides tartriques droit et gauche ne donnent qu'un seul pyrotartrique.

D1SSYMETR1E MOLECULAIRE

Le moment est venu de serrer ces notions de dissymétrie de plus près que nous ne l'avons fait jusqu'ici. 11 y a une différence capitale entre les formes hémiédriques provenant du cube, comme pour la boracite, ou du prisme hexagonal, comme pour le spath d'Islande, et les formes hémiédriques réalisées dans les tartrates. Tous les tétraèdres qu'on peut dériver du cube par voie d'hémiédrie sont identiquesetpourraients'emboîter L'un dans l'autre. Les deux tétraèdres que la figure 4

Fig. 4.

représente passant par les sommels opposés du cube ont mêmes angles et mêmes arêtes. Il suffirait de faire pivoter le premier pour l'appliquer sur le second : ils sont superposables, pour parler comme en géométrie, lien est de même pour les divers rhomboèdres dérivés

du prisme hexagonal. Il en est tout autrement pour les hémièdres des tartrates. Le tétraèdre qu'on obtiendrait en prolongeant et en faisant se rejoindre les facettes hémiédriques que porte un cristal de tartrate droit n'est pas superposable au tétraèdre obtenu de même avec le tartrate gauche. Leurs faces, il est vrai,

Fig. 5.

Tartrate droit. | Tartrate gauche.

sont égales deux à deux, mais ne sont pas disposées dans le même ordre autour des sommets.

Au fond, cette différence tient à ce que le tétraèdre du cube a plusieurs plans de symétrie, à droite et à gauche desquels les éléments sont régulièrement dis tribués. Si on suppose une surface réfléchissante passant par une arête quelconque du tétraèdre et le milieu de l'arête opposée, l'image dans cette glace de la moitié arrière se confondra avec la moitié avant, et inversement; plus généralement, l'objet est superposable à son image dans un miroir. Nous dirons qu'il y a dans ce cas hémiédrie superposable. L'hémiédrie des tartrates donne au contraire des tétraèdres qui n'ont pas de plan de symétrie, qui ne sont pas superposables à leur image, et. en y réfléchissant, on voit que « tous les objets matériels, quels qu'ils soient, envisagés sous le

rapport do leurs formes ou de la répétition de leurs parties identiques, ressemblent aux tétraèdres que nous venons de distinguer. Les uns, placés devant une glace, donnent une image qui leur est superposable ; l'image des autres ne pourrait les recouvrir, bien qu'elle reproduise fidèlement tous leurs détails . Un escalier droit, une tige à feuilles distiques, un cube, le corps humain, voilà des corps de la première catégorie. Un escalier tournant, une tige à feuilles insérées en spirale, une vis, une main, un tétraèdre irrégulier, voilà autant de formes du second groupe. Ces derniers n'ont pas de plan de symétrie '. »

De toutes ces comparaisons, c'est celle de la main qui est la plus commode et la plus vivante. Les deux mains ne sont pas superposables et on ne peut mettre à la droite le gant de la gauche, ni inversement. D'un autre côté, l'image d'une main droite dans une glace donne une main gauche. Eh bien! les deux tétraèdres hémièdres des tartrates droit et gauche se ressemblent comme les deux mains : ils ne sont pas superposables ni superposables chacun sur son image, mais chacun d'eux est superposable à l'image de l'autre dans une glace (fîg. 5 et 6).

Rappelons-nous maintenant que nous avons été conduits tout à l'heure à attribuer à l'arrangement des atomes dans la molécule des formes de dissymétrie en rapportavec l'hémiédrie non superposable des cristaux, et nous arriverons ainsi tout naturellement à nous représenter les molécules des deux acides tartriques droit et gauche, non seulement comme dissymétriques.

1. De la dissymétrie moléculaire des produits organiques naturels'.

Leçon professée devant la Société chimique de Paris, I.SfiO.

iO

individuellement toutes deux, et à dissymétriê non superposable, mais encore comme ayant une dissymétrie inverse l'une de l'autre. Si l'une est une main droite, l'autre est unemaingauche. Si l'une est un tire-bouchon

ci\

droit

Fig. 6.

Acides tartriques forme primitive | gauche c. facettes hémiédriques.

aspire dexlrgrsum, l'autre est un tire-bouchon à spire sinistrorsum. Bief, nous ne savons rien et ne saurons probablement rien de longtemps sur le mode d'arrangement des atomes dans ces deux molécules, mais nous restons fidèles à la logique et aux lois de l'induction en admettant que ces deux arrangements, dissymétriques individuellement, sont symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan.

Une fois celte conception admise, nous pouvons nous représenter, sans trop de peine, l'effet de ces groupements, en solution dans l'eau, sur un rayon de lumière polarisée qui traverse la solution. Supposons que celleci ne contienne que des molécules tétraédriques identiques et superposables, par exemple des tétraèdres de boracite : ces molécules sont en nombre très grand sur le trajet du rayon, même lorsque la solution n'a qu'une faible épaisseur; elles occupent, dans le milieu où elles sont libres, toutes les positions possibles. Dès

lors, si nous en supposons une, inclinée d'une certaine façon sur le rayon lumineux el agissant sur lui dans un sens quelconque, il y en aura toujours une autre, identique et de position inverse, qui produira un effet de sens contraire. Les effets moléculaires se contrebalanceront donc toujours deux à deux, ce qui veut dire que le rayon sortira de la solution tel qu'il y est entré, sauf la petite absorption qu'il aura subie en traversant la masse. Si, au contraire, les tétraèdres en solution ne sont pas identiques, s'ils ne peuvent pas être superposés, ce ne sera que dans des positions très particulières qu'ils pourront donner lieu à des compensations comme; celles sur lesquelles nous avons tablé tout à l'heure, el, sans qu'on puisse indiquer le détail des effets, ni le sens de la résultante générale, on voit pourtant que l'effet total ne pourra pas être le même que dans le premier cas. Le cheminement d'un rayon lumineux polarisé, où la direction de la vibration est constante et unique, ne peut pas ne pas dépendre du sens dans lequel sont placés les obstacles qu'elle rencontre. Sans creuser plus loin le problème, on peut admettre que la déviation du plan de polarisation dépend du mode de distribution des obstacles, et que suivant que la dissymétrie dans les atomes sera droite ou gauche, on aura une rotation droite ou gauene.

Peu importe du reste le mécanisme de l'action, qui reste toujours un peu hypothétique. Il suffit que l'étude expérimentale des tartrates ait lié indissolublement ces deux idées : pouvoir rotatoire moléculaire, dissymétrie de la molécule. Cela nous suffit pour que nous ayons le droit d'attribuer des molécules dissymétriques à toutes les substances agissant à l'état de

solution sur la lumière polarisée, et quand on songe que toutes ces substances appartiennent au règne végétal ou au règne animal, c'est-à-dire sont des produits de l'activité cellulaire, cette particularité de structure devient curieuse à envisager de près. Avec un guide à la fois d'une imagination aussi aventureuse et d'une conduite aussi prudente que l'est Pasteur, on aborde constamment des pays nouveaux, mais on les aborde avec sécurité.