CHAPITRE VII

Réflexions sur la constitution de la matière.

§ 1. — Constitution de l'atome et de la molécule.

Remarquons d abord que I examen spectroscopique et le phénomène de Zeeman nous obligent d'admettre que chaque atome est lui-même constitué par une série de courants fermés, à chacun desquels correspond une raie lumineuse lorsque le mouvement des ions ne subit pas de perturbations de la part du milieu ambiant. Lorsque ces perturbations existent, le spectre devient continu (solides et liquides).

D'autre part, malgré cette complication extrême, l'hypothèse doit tenir compte de la loi très simple des proportions définies et des proportions multiples.

Nous admettons que chaque ton électroly tique est constitué par un axe de rotation dont chaque extrémité est munie des électrons a, b (fig. 1), qui caractérisent la nature électro positive ou électro-négative de la substance. Une série de courants circulaires a, (3, y, d, formés de sous-ions, pivotent autour de l'axe ab.

Un tel ion se confond avec l'atome lorsqu'il est mono-atomique. Si, au contraire, la substance est polyatomique, les sous-ions décrivent des courbes fermées autour des ions électrolytiques supposés, par exemple, parallèles (fig. 2). Les sous-ions décriront dans l'atome A tétra-atomique, la courbe que nous indiquons autour des ions oc, (3, y, S.

Il est impossible d'avoir une image plus exacte de la foudre globulaire, affectant ici des dimensions infinitésimales, au sujet de laquelle nous renverrons le lecteur au premier chapitre. Si

donc nous pouvions déranger l'arrangement ionique qui communique à l'atome la stabilité que nous lui connaissons, la libération de l'énergie d'orientation des électrons communiquerait à la matière la forme de la foudre (elle qu'elle se présente si un globe fulgurant vient à faire explosion.

L'atome sera donc mono-, bi-, tri-, quadri-, penta- ou hexavalent, suivant qu'il sera formé de un, de deux, de trois, de quatre, de cinq ou de six ions. Le nombre de ses ions représente sa valence maximum.

L'atome pourra être iodynamique, c'est-à-dire que ses ions peuvent être interchangeables.

L'atome des métaux qui peuvent à la fois jouer un rôle de métal et de métalloïde, tels que Bi, Sb, As, est constitué par des ions d'une part positifs, d'autre part négatifs. Lorsque ces ions se combineront, par exemple, avec le chlore, nous obtiendrons pour chacun d'eux la représentation indiquée. De même avec l'hydrogène. L'ion de carbone dans son état normal est vraisemblablement neutre (fig. 3).

Remarquons encore qu'il peut se faire que deux valences se fondent en une seule, si elles ne possèdent que deux électrons libres a, b (fig. 1) au lieu de quatre.

Si nous faisons abstraction des courants sous-ioniques, nous pourrons donc concevoir les atomes et leurs combinaisons par l'image figure 3, chaque ion électrolytique représentant une valence.

Si un ion se sépare d'un atome, ce ne sera en général (excepté lorsqu'il est destiné à rendre le milieu ambiant iodynamique; lorsque se développe la radioactivité des gaz sous l'action d'une substance radioactive, l'ion est définitivement libéré) que pour se resouder un instant après à un système semblable ; en un mol, l'atome est iodynamique. La quantité de chaleur absorbée ou développée par une séparation est immédiatement compensée par une quantité de chaleur équivalente lorsque la soudure se reproduit.

La confusion qui a régné entre les mots dissocié et iodynamisé constitue, comme on le sait, la principale difficulté que

rencontrait la théorie d'Arrhenius, qui semblait exiger l'absorption d'une quantité de chaleur considérable.

Si nous en revenons à la radioactivité, nous pouvons nous demander si la stabilité de l'édifice atomique est absolue, particulièrement lorsque ceux-ci possèdent de grandes masses. En un mot, l'action de la force centrifuge sur les courants sous-ioniques ne peut-elle pas devenir suffisante pour qu'un certain nombre de sous-ions s'échappent? S'il en est ainsi, ils constitueront les éléments des projections radioactives, c'est-à-dire les projections cathodiques et les rayons Becquerel, qui, d'après J.-J. Thomson, sont constitués par des éléments incomparablement plus petits que les ions électrolytiques.

Grâce à leur extrême petitesse, ces ions pourront traverser des substances métalliques sous une faible épaisseur. Nous pourrons de plus concevoir une infinité d'effets différents qui résulteront de différences de vitesse, d'orientation, de tension ou de la polarité des électrons.

On peut concevoir, enfin, que tous les ébranlements favorisent cette dislocation de l'atome, tels le passage du courant ou l'action d'une radiation. Enfin, si des ions disparaissent d'une chaîne ionique, le diamètre de celle-ci diminuera. Cette diminution aura pour résultat un accroissement de vitesse angulaire, c'est-à-dire un accroissement de température, ainsi que cela a été remarqué pour le radium.

Disons, enfin, que presque tous les métaux semblent être radioactifs, ainsi que l'a observé le D r Gustave le Bon.

Elster et Gietel trouvèrent que si l'on porte un fil de platine à l'incandescence, celui-ci se charge négativement dans l'air et positivement dans l'hydrogène; le gaz ambiant se charge de signe contraire. Ceci parait indiquer que l'ionisation se produit dans le gaz condensé à la surface du fil, le signe dépendant du caractère électro-chimique du gaz. L'arc électrique produit des effets semblables, ainsi que le remarque J.-J. Thomson.

Nous pouvons résumer en disant qu'une substance peut être radioactive :

1° En mettant simplement en liberté les ions de sa propre

matière ou ceux de la substance environnante sans imprimer à ces ions des vitesses initiales suffisantes pour qu'ils puissent traverser d'une manière immédiatement apparente des milieux solides. 11 en est ainsi des flammes, étincelles» aigrettes, corps incandescents, etc. Cependant, le D r Gustave le Bon a constaté la transparence de l'aluminium, même pour ces émanations.

2* En déterminant des projections initiales suffisamment accentuées pour fournir la représentation d'un faisceau doué des propriétés dont nous avons parlé, et capable lui-même d'ioniser le gaz ambiant.

Nous voyons ainsi que l'atome, qui semblait d'abord représenter la dernière limite de divisibilité naturelle de la matière, apparaît actuellement comme un édifice formé d'éléments incomparablement plus petits.

Ces éléments ne sont-ils pas eux-mêmes d'ordre supérieur par rapport à d'autres? Et ne nous acheminons-nous pas ainsi par degrés insensibles de la matière proprement dite vers l'éther ?

Bien des questions se posent encore qui se rapportent à un ordre de faits spécial, qui apparaissent comme surnaturels; tels sont les phénomènes de la vie, de la télépathie,du spiritisme, etc., qui ont probablement leur siège dans un milieu plus raffiné encore que l'éther lui-même, et qui tôt ou tard semblent devoir se rattacher au domaine de la physique.

Nous voyons qu'une combinaison ne peut s'effectuer que si la matière devient iodynamique, de manière à mettre les ions libres en présence.

C'est ainsi que s'expliquent les combinaisons produites par la lumière, par l'étincelle et à l'état naissant, ainsi que la radioactivité qui accompagne le phénomène de la combinaison, comme l'a reconnu le D r Gustave le Bon.

Images latentes de la photographie. — Lorsqu'une substance se trouve soumise à une cause quelconque provoquant l'état iodynamique, il se peut que cette substance conserve cet état après que la cause a cessé d'agir. Il en résultera que, mise en présence de certains réactifs, elle aura acquis la faculté de subir des transformations chimiques, faculté qu'elle ne possédait pas

avant Faction iodynamisante. Les parties d'une plaque photographique exposées à la lumière sont iodynamisées et acquièrent la faculté de réagir sur le développateur, alors que les autres parties demeurent intactes.

Soudure. — Les belles recherches de H. Spring ont montré que les surfaces fraîches des métaux se soudent avec facilité par simple juxtaposition, conséquence nécessaire du mouvement ionique des surfaces en présence.

Cette soudure s'exécute, en général, avec d'autant plus de difficulté que le corps est moins conducteur. Le verre, par exemple, ne se soude pas.

Diffusion. — La diffusion dans les solides, également constatée par M. Spring, est la conséquence de l'état iodynamique; elle est très marquée dans les métaux; elle est faible ou nulle dans les diélectriques solides. C'est ainsi que si Ton soude un verre coloré à un verre qui ne Test pas, la migration de la substance colorée ne se produit pas.

§ 2. — Constitution des gaz, des liquides et des solides.

Les considérations que nous venons de développer nous permettent-elles d'admettre l'hypothèse relative à la constitution des gaz telle qu'elle a été conçue par Bernouilli et Clausius, hypothèse si brillamment développée par Baltzmann dans ces derniers temps? Nous ne le pensons pas. Une particularité qui n'a pas suffisamment attiré l'attention se trouve tout à fait inexplicable si l'on admet que le gaz sensiblement parfait, soumis sensiblement à la loi de Mariotte et de Gay-Lussac, est composé de molécules, comparables à des corpuscules séparés les uns des autres et n'exerçant plus d'actions réciproques appréciables.

Puisque ces actions peuvent être considérées comme extrêmement faibles à des pressions de quelques centimètres de mercure, nous pouvons conclure que rien ne sera changé si nous poussons plus loin la raréfaction. La molécule sera toujours isolée sensiblement dans les mêmes conditions, elle restera donc ce

qu'elle était et rien ne se modifiera dans sa constitution. Or on sait qu'il n'en est pas ainsi : lorsque la pression devient extrêmement faible, le milieux gazeux devient iodynamique, la molécule se brise.

Tout devient, au contraire, explicable si Ton applique aux gaz la conception des tubes-tourbillons.

Concevons un gaz formé d'un grand nombre de tubes-tourbillons ab, a f b' (fig. 4), limités par la paroi du vase qui les renferme, orientés indifféremment suivant toutes les directions et constitués par la série d'ions ayant la forme que nous avons supposée.

Ces tubes ioniques sont animés d'une vitesse de rotation autour de leur axe. Lorsque deux tubes ioniques ayant des directions à peu près parallèles viennent à se heurter latéralement, ils rebondissent les uns sur les autres à peu près comme le feraient des billes élastiques animées de mouvements de rotation et qui viendraient à se rencontrer. Ce sont ces chocs latéraux qui déterminent la force expansive du gaz.

Représentons encore par v la vitesse d'un ion normale à Taxe d'un tube-tourbillon, par m sa masse, par mv la quantité de mouvement. La pression exercée sur la paroi du vase sera proportionnelle à mv X N, N représentant le nombre de chocs, ou encore, si n représente le nombre des ions renfermés dans le vase, on aura, en suivant toujours le raisonnement classique,

P tmm nmv* X const.

Remarquons encore que la vitesse v est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'ion et que, dès lors, la température absolue est proportionnelle au carré de la vitesse de rotation de l'ion.

D'autre part, la section ou la surface de la projection s de l'électron est inversement proportionnelle à la force électromotrice (fig. 8).

Nous aurons donc

T = mv r x const «m-,X const — mE* X const.

La température absolue sera donc proportionnelle au carré de la tension des électrons.

Chaque tube ionique ab est soumis à une tension dans le sens de la longueur à laquelle correspond la pression interne, qui tend à rapprocher les deux parois opposées. Et cela pour la même raison que deux surfaces électrisées de signes contraires s'attirent. Cette pression sera directement proportionnelle à la force éleclromotrice.

La pression exercée par un gnz imparfait sera donc représentée

par l'équation