DÈS ATOMES

Cette observation remarquable n'eut aucune suite. Mais plus tard, M. Mitscherlich ayant eu l'occasion d'examiner uu grand nombre de corps doués de cette propriété , s'est assuré qu'elle tenait à une loi générale, qu'il a signalée le premier à 1 attention des chimistes et des physiciens.

Le fait fondamental consiste donc en ce que les sels , et en général, les composés, qui ont même formule atomique, peuvent cristalliser ensemble , et se mêler en toutes proportions , dans le cristal obtenu, sans que celui-ci se trouve modifié dans sa forme fondamentale, bien que les angles éprouvent de légères altérations dans leurs valeurs.

Ce fait s'explique , comme l'a vu M. Mitscherlich , par la raison que les sels^ et en général , les corps, qui ontia même formule atomique , ont aussi la même formQ cristalline fondamentale , et ne diffèrent entre eux , sous ce rapport , que par la valeur des angles , qui n'est pas identique. Il est donc facile de comprendre que les corps de même forme puissent se sub* stituer l'un à l'autre dans un cristal , sans que celui-ci s'altère ; le vide laissé par la substance qui disparaît étant exactement rempli par la substance qui s'ajoute.

Cette identité de forme, cette faculté de substitution, appartient également aux corps de toutes les classes. Les corps simples , les oxides , les sulfures , les sels , les matières organiques offrent également cette propriété, qui doit être considérée comme une propriété générale des corps. M. Mitscherlich l'a désignée sous le nova âOsomorphisme^ il appelle isomorphes les substances qui , cristallisant de la même manière , peuvent se substituer l'une à l'autre , sans changer la forme du produit, et il les regarde comme étant généralement composées du même nombre d'atomes , unis de la même manière.

Cette dernière condition , qui s'accorde dans un très grand nombre de cas avec les données de la chimie , étant admise , on peut, sans la moindre difficulté, déterminer les poids atomiques des corps simples, qui n'ont été l'objet d'aucune exnérience propre à faire connaître leur chaleur spécifique ou leur densité à l'état de vapeur.

En effet, oiisait d'après la chaleur spécifique du fer, que ce métal a pour poids atomique. 3 89, et d'après l'analyse de ses deux principaux oxides , on est conduit aux formules suivantes :

Le protoxide renferme

Fep, ... 77. «3) .

OxigèDe.. a^l^?]*^*'*'^

On a donc la proportion : '

77,73 : a3;77 *• ^^9 î *• i • • * =iXO«.

44i PHILÔSOPHik CHtilIQUE.

' Ce protOKide contient donc SSp de fer poàr ito d'àB^; tl*C8t-&-dire, 1 at. de chaque élëment.

Le sesqtii-oxide de fer renferme 11

Fer • • • . 69, 34 } Oxlgène.. 30, 66)*®^'^

de qui peimet d'étiflblir la proportion :

69,34 : 3o,66 :: 339 : «• • . «= xSù:

On a donc 3)9 de fer pour i5o d'oxigène , c^est*i-^dire i tt« de fer pour z ^at. d'ozigène, ou bien encore^ a at. de fiâr pour 3 at. d'oxigène.

Ceci pose y on remarquera que le protoxidè 4^ fer peut être remplacé dans le carbonate ou dans le sulfkte det fer^ par tm grand nombre d'oxides^ tels que la magnésie « la cHtfux^ le protoxidè de manganèse, le bi-oxidede cuiTre^Foxide dé sinc^ Foxide de cobalt , celui de .nickel , etc. L'analyse de ces oxides étant connue , rieh de plus aisé que d'en tirer le poids ato* mique du métal , quand il n'est pas connu lui-même»

On sait y par exemple, que la diaux renfenne i

' Calcium... 7WL^ ^ (Oxigene. • « ^8,09 J '""«^

Pour arriver au poids atomique du calcium 9 sachant que k cbaux doit contenir, comme le protoxidè de fer, i at. de métal pour I at. d'oxigène, on dira :

7ty9t : 28,09 «r ^ • loOé. 4P=:i56^

Et de même pour les métaux fort nombreux qui donnent des oxides isomorphes avec les précédens.

D'un autre côté , sachant combien le sesqui-oxide de fer renferme d'atomes de métal et d'oxigène, on pourra retrou' ver le poids atomique des métaux qui fournissent des oxides isomorphes avec lui. Gomme on s'est assuré , par exemple , que le sesqui-oxide de fer, le sesqui-oxide de manganèse , Poxtde de chrome et Fahmiine peuvent se remplacer et se mêler dans la composition de Talun , sans que la forme en souffre d'akération , nous en tirerons la conséquence que ces oxides con^ tiennent aussi a at. de métal pour 3 at. d'oxigène.

Ainsi f. l'on sait, par exemple , que l'alulninc est forméifi/do

Oxigène. . é . 46,71 ) ^^^ ^^ AluaiioiuiD. • 63,^9 j '

Et en établissant la proportion suivante , on trouve le poids atomique de l'aluminium :

46,71 : 53,39 •* 3oo : s «. . «=s I7t;xS.

Un dernier exemple mettra mievx m évidence combi€n peuvent être variées, et cependant fîdèks , les indications Je i'isomorphisme .

DES àTOMCfl. U5

Le {irotoxjâe de manganèse est isomorplie arec le protoiide de fer; il renferme donc i at. de métal' et i at* d'oxigène, ce qui y d'après sa composition centésimale , donnerait :

78,06 manganèse : 31,94 oxigène II xi 100. • •«=:= 345,8.

Le sesqui-oxide de manganèse est isomorphe avec le sedqaî- Gxide de fcfr; d'où Ton tire, sa composition étant connue ,

70,34 manganèse : 39,66 oxigène :r a x : Soo. • x z= 345,8.

L'acide manganique est isomorphe arec l'acide sulfurique. Or, ce dernier, d'après le poids d'atome que la chaleur spécifique du soufre lui attribue, renferme i at. de soufre et 3 a'oxigène. On a donc la même formule pour l'acide manganique^ et son analyse conduit à la proportion suivante.

53,55 manganèse : 46,45 oxigène II x: 3oo. . x=: 345,8.

Enfin , l'acide hyper-manganique est isomorphe avec l'acide hyper-chlorique, et, comme celui-ci est composé de si volumes de chlore pour 7 d'oxigène, il en faut conclure que l'acide hyper-manganique renferme lui-même 2 at. de manganèse pour 7 d'oxigène 3 ce qui nous permet de tirer la proportion suivante de son analyse :

49,7 X manganèse : 50,19 oxigène I S a ^ ? 700 ••x:zz 345,8.

Ainsi , quatre classes fort distifctes de combinaisons conduisent au même résultat.

L'isomorphisme peut donc nous diriger avec quelque certitude à regard des corps simples , qui n'ont pas encore été étu- . diés par les autres méthodes.

3i6i. Quiconque voudra même jeter un coup-d'œil sur les travaux relatifs à fa théorie atomique, et antérieurs à la découverte des lois que nous avons exposées dans cet essai , reconnaîtra sans peine qu'on se dirigeait par un sentiment de res- Selnblance entre les corps , qui n'était , au fond , autre chose que l'isomorphisme lui-même. Cette propriété a donc l'immense avantage de satisfaire , dans le classement qu'on en déduit , à toutes les convenances de là chimie. Elle rend nettes et précises des perceptions de ressemblance qui avaient frappé plus ou moins les observateurs^ et si jamais la chimie possède une classification naturelle , c'est sur l'isomorphisme qu'il faudra la fonder.

Gomme cette propriété est la dernière de celles que nous nous étions proposé d'employer à la formation de la table des poids atomques des corps simples , nous allons maintenant présenter celle-ci dans son ensemble , en y joignant pour chaque corps les observations nécessaires.

Observons seulement que , en général , parmi les métaux , ceux cfui ont Je poids atomique le çW îo\X, «iWvX. ^\5&i^. Vs» pluê denses* Il en résulte que , lorsf^e ipottt twi tsveXa^ ô.^\^sfc >

444 PUILOSOPHIB CHIMIQUE*

le poids atomique n a été fixé par aucun moyen , on est disposé à lui attribuer un poids considérable . et qu'on adopte une opinion contraire , quand il s'agit des métaux légers, il est facile de se convaincre en effet que les métaux dont la densité est au-dessus de 9, ont un poids atomique ^al à 1200 environ, tandis que ceux dont la densité est au^nlessous de 9, ont un poids atomique qui ne va guère au-delà de 4oo ou 5oo.

Màê atoBiiqae.

Oxigène zoo , pris ici comme unité*

Hydrogène. • • 6,14 , d'après sa densité. Azote. •••.•• 88,5i, id.

Chlore...... aax,3a, id,

Brème 489,1 5 , id.

Iode 789975, id.

Fluor. •••..• z i6>9o, d'après l'isomorphisme des fluorures et

.des dilomres. ♦

Soufre • aoi,i6, d'après sa chaleur spécifique.

Sélénium 494|58, comme étant isomorphe avec le sonfre.

Phosphore.. . . z 96,1 4, à cause de son isomorphisme avec l'azote daps quelques' composés.

id.... • 399,14, par la densité de sa vapeur.

Carbone z6'a,88, diaprés sa chaleur spécifique 9 qui est

^ale à o,«6.

id, 76}44> poids purement hypodiétique admis par

% M. Berzelius, eu supposant que Ta-

cide carbonique renferme un demivolume de vapeur de carbone.

/((/.•••••.••• 38,aa, poids également hypothétique, admis

par M. Gay-Lussac, et que nous avdhs adopté , en supposant que Fa* cide carbonique renferme un demi« volume de vapeur de carbone.

Ces deux exemples feront comprendre ce que signifie le mot hypoùiétique dans les cas suivans.

Bore. ..••... 68,10, poids hypothétique admis par M.Dumas.

Id. z 36,30, poids également hypothétique, admis par

M. Berzelius.

Siliciiun..... 9^,43, poids hypothétique admis par M. Dumas.

id, 377,32, poids également hypothétique , admis

par M. Berzelius.

Arsenic 470,1a, comme isomorphe avec le phosphore',

et quand' on admet le premier poids aiomique pour celui-ci.

id, • . 940,14, par la densité de sa vapeur.

Chrome . • • • . 35 1,81, l'acide chromique étant isomorphe avec

l'acide sulfurique, et l'oxide vert da chrome avec l'oxide rouge de fer.

Vanadium. . . . 856,89, isomorphe avec le chrême à tous égards Molybdène. • • 598,5a, poids hypothétique admis par M. Bei^

zelius.

Tungstène.. • • i x83,oo, les tungstates étant isomorphes avec les

molybdates^ on a suivila même hy-

DES ATOMES. é4S

Tellure* t • • • • 400,87, d'après sa chaleur spécifique.

Id, 80 X ,74, diaprés risomorpfiisme incontestable do'

soufre et du tellure.

Colombium. • . 2i53,7i, poids hypothétique admis par M. Ber«

zelius.

Titane 3o3,66, d*après Tisomorphtsme de Tacide tita-

nique et du bi-oxide d*étain.

Or * . ia43,oi, d*après sa chaleur spécifique.

Osmium 1244,48, isomorphe avec le platine.

Iridium iq33,5o, id, ^

Palladium.... 665,90, id.

Platine x233,5o, d'après sa chaleur spécifique*

Khodium.... 65 1, 38, hypothétique.

Argent 6^5,80, d'après sa chaleur spécifique.

Id 1 35 1,60, le sulfate d'argent étant isomorphe afee

celfii de soude.

Mercure.. ... 6 3 3,91, d'après la densité de sa vapeur.

Id. X265,8a, d'après sa chaleur spécifique.

Cuivre 395,69, d'après sa chaleur spécifique.

Urane 9711, 3 6, hypothétique.

Bismuth 886,93, en le supposant analogue au plomb. .

Id • . X 33o,37 , d'après sa chaleur spécifique,

Elain 725,39, id. '

Plomb x394,5o, id.

Cadmium . . • • 696,779 son oxide étant considéré comme isomorphe avec l'oxide de zinc.

Zinc 4^3,33, d'après sa chaleur spécifique.

Nickel 369,67, id.

Cobalt 346,66, id.

Id.,. 268/99, comme étant isomorphe avec le nickel ,

le zinc, le cuivre, le fer, etc.

Fer 339,3 T, d'après sa chaleur spécifique.

Manganèse. . • 345,89, son protoxide étant isomorphe avec le

protoxide de fer, etc.

Cérium 574,70, hypothétique.

Thoriniiim. . . 744»90, id. "

Zirconium.. . 430,30, son fluorure étant isomorphe avec celui

d'aluminium et celui de fer.

. Ttlrium 4o3,5i, hypothétique.

Glucinium. . . 33 1,36, id.

Aluminium. . 171,17, L'alumine étant isomorphe avec le ses"

qui-oxide de fer, etc.

^ Magnésium.. 1 58,35, La magnésie étant isomorphe avec le

protoxide de fer. Calcium .... a56,o3, même motif.

Strontium,. . 547,^8, le carbonate de strontiane étant isomor*

phe avec l'arragonite.

Barium 856,88, le carbonate de baryte étant dans le

même cas.

Lithium .... 80,37. en supposant que leurs protoxide» ne Sodium ..... 390,90. renferment qu'un seul atome d'oxigène. Potassium. . . 489,91. comme étant des bases très énergiques.

J162.N0US avons fait remarquer plus haut qu'il existait quelîsrelations entre le poids atomique des métaux etleur nesanr spécifique; mais cette relation exprimée comnve \3lo\>s» V^H^w"5k \y paraîtrait un peu vague. Ou cotm^oyV. cc-YiTvôkSi^X. > ^^ qu^on connaît le poids de deux cor^^s ç\\xv^\^%Vn^\xxûr.'^

(|48 PHILQiOraiB ÔBOIIQTJX*

ëgaux et 1# poids de leurs particules , on paisse en déduire le rapport qui existe entre les distances des particules de ces deux corps, ou bien , entre les espaces (ju'elles occupent. Enfin , et ceci revient au même , on peut comparer le nombre de leurs particules ou atomes, pour des volumes ^aux de matière.

C'est ce que M. Dumas a j&it, en se fondant sur les densit& les mieux ëtabues, etsurlesppidsatomiqueis précédemment admis.

Soient D et d^ les poids des deux corps à volumes égaux , ou leurs densités; P, /?, les poids respectifs de leurs atomes; I et useront des quantités proportionnelles au nombre des

atomes de ces deux corps sous le même volume. Les densità et les poids atomiques n'ayant rien d'absolu ^t n'exprimant que des rapports , il en sera de même évidemment pour le nombre des atomes..

Or, il est facile de voir, par quelque exemple , que ces rapports sont remarquables par leur simplicité, quand on compare entre eus des c6r^ qui ont de l'analogie*

fFer

Ckibalt. . . .

o,oa3^

Nickel. •••

o,oa3

Gnivre....

Manganèse.

Carbone . •

(diamftnt)

Jd.

Id.

Les cinq métaux que ce tableau renferme sont isomorphes , comme on sait On voit , d'après les chiffres inscrits dans la troisième colonne , qu aux propriétés analogues qui les réunissent déjà, on peut ajouter que , sous le même volume , ils renferment le même nombre a a tomes.

Le carbone contient aussi le même nombre d'atomes qu'eux à volume égal , ou tout au moins , un nombre exactement double ou quadruple , selon qu'on lui attribue Tun ou l'autre des poids atomiques énoncés plus haut. Sans vouloir pousser ce rapprochement trop loin , n'est-il pas à remarquer du moins, que le fer liquide puisse dissoudre le charbon en grande quantité , et l'abandonner par le refroidissement , sous forme lamelleuse , comme si les particules du fer et du carbone pouvant s'interposer avec la plus grande facilité , occupaient le même espace ou des espaces en rapports simples.

hes nombres qui précèdent sont trop réguliers , pour qu'on puisse considérer leur coïncidence comme un cas fortuit , mais en tous cas , les exemples suivans lèveraient tous les doutes.

JPhtiwô »,%♦•♦,•% ail? ^^^^ ^<*^l

DES iLToms^ . Hi%

Palladium^ •••••• • zi,8 ^^6 o^iif

illi(Mlium, • • xi,a 65x 0,017

Iridium, au moins i$,o laSS 0^0x6

ipAmiiim. ••#«•••• zo,o 6a» o,ot6

M.. ••»••• /dL 1944 o»op3

Chrome.... 5,9 3S% 0,0x7

Titane 5,3 3o3 0,0x7

Kinc •••• 7)0 4o3 0,0x7

On ne peut manquer d'être frappe de la parfaite ressem* blance ^ à cet ^gard , du platine , du palladium , du rhodium, et de l'iridium, qui isont isomorphes, et du rapport simplequi^ tout au moins , lie l'osmium à ces mëtaux.

Le molybdène et le tungstène offrent à cet égard un des exemples les plus curieux , à cause de la grande différence qui existe entre leurs poids atomiques et leurs densités , et à cause de l'analogie qui les unit sous le rapport de leurs propriétés* On a j en effet :

Ptoiit4«. Poidi atomiquet. Nombre d*at. i vol. 4gal.

^ Molybdène 8,6 SgS 0,014

Tungstène 17,4 xi83 0,014

Vpici quelques exemples de même nature groupés en det^ séries, d^ns lesquelles on trouvera du reste quelques corps qui U^ont pas de propriétés communes.

Densité*. Poldi atoiniquei. Vombra dei at. I vol. igalj

Or... ^ ••.,••••• 19,3 ia43 o,ox55

Argent xo,5{ 67^ o,oi54

/</..•..•••.... • Id, x35i 0,0077

Bismuth 9,88 * z33o 0,0074

Tellure • • 6, 1 X 80a 0,0077

Antimoine. ..••.• 6,8 80Ô o,tto84

Plomb • . • X 1,3 1395 0,0087

Sélénium... ...•• 4>3 494 0,0087

Phosphore....... 1,7 196 '0,0087

Enfin, on peut être curieux de comparer sous ce rapport 1^1 solide^ élémentaires les plus légers et les plus denses | et l'on arrive aux nombres suivans :

Sodium 0,97» 191 o,oo33

Jd Id, 58a o,ooi9

Potassium 0,865 491 0,0017

Platine ai,5 sa33 0,0170

D'où l'on voit que, à volume égal, le platine renferme 5 fois autant d'atomes que le 'Sodium, et 10 fois autant que I9 potassium.

Ainsi, quelle que soit celle des propriétés de la matière que Ton envisage , les notions qu'on s'en forme sont singulièrement , simplifiées, dès qu'on y fait entrer, non-seulement l'idée d'atome , mais encore la valeur pondérale des atomes admis par les chimistes. Il faut conclure de cet ensemble de faits quQ ceux-ci sont dam h vérité , quand i\â ^àia<^XX^\iX \ ^^x^V^s^^

448 VBnJOêbVÉXE CÊSOUQUË*

des atomes» et qn*ils leur attribuent nn foiâs ^pl» es im moins juroportionnel & oeini qu'on a énonoe.

Mais, ail fallait se prononcer sur ce dernier pœntypenomit ne le pourrait sans aucun doute. A quoi reconnaître que lei nombres adoptés sont les vëritables , et qu'ils ne devront piiii être remplacés par leurs multiples ou par leurs sous-inultiplei?, Quelles règles suivre pour les former, quand nous voyons des lois également admissibles conduire , pour le même corps, k des valeurs différentes?

Voici notre réponse à ces questions, que cbacun se fait en commençant l'étude de la tbéorie atomique, et qu'on se répète quand on en a parcouru tous les détails.

S^agit-il des besoins de la cbimie? Les poids atomiques fcmdés sur Tisomorphisme sont ceux qui lui conviennent le mieux, en ce qu'ils attribuent les mêmes formules à des corps qui sont en général, doués de propriétés communes , et quli est essentiel de rapprocber sons tous les rapports. Ne perdons pas de vue, en énet, que les poids atomiques des cbimistes , formés par tâtonnement et sans aucune regle , n'ont subi presque, aucune altération , quand on est venu les contrôler par des lois physiques. Ainsi , rien ne nous oblige à nous départir de cette méthode.

A ce compte, les chaleurs spécifiques, les densités à l'état gazeux , et généralement les propriétés physiques des molécules , interviendraient comme caractères , mais leurs décisions pourraient être écartées , si les faits chimiques s'en trouvaient trop fortement contrariés. Si la comparaison était permise , on ferait remarquer que dans la classification naturelle des êtres organisés, on voit certains caractères perdre toute leur importance ou acquérir une importance prépondérante , selon qu'on envisage telle ou telle famille. Qui pourrait afiirmer qu'il n'en est pas de même des diverses familles des corps simples? N'est-il point possible, en effet, que les uns doivent être rapporchés ou classés en raison de leurs chaleurs spécifiques , tandis que les autres devraient Têtre parles densités de leurs vapeurs, et d'autres enfin par des propriétés que nous ignorons encore.

Les naturalistes savent trop bien que les caractères n'ont point une valeur absolue , que celle-ci change d'une famille à l'autre , pour qu'il soit nécessaire de développer davantage celte idée. En insistant donc sur l'importance qu'on doit attacher aux expériences que la théorie atomique réclame , on ne serait pas surpris qu'elles ne fissent que confirmer de plus en plus les poids d'atoraes admis aujourd'hui, quelque désaccord qu'il y ait en apparence dans leurs divers modes de formation»

•TABLES atomiques: