I .— arsenic — v
I — mercure — ^.
C'est^-diriS qqe 5 si les aton*' ^ c^s opqps j^qftfi Itis^
terminés 9 les gaz ne renferment pas le même nombre d'atomes. Les observations de M. Dumas sur lesfoufre, le phosphore et le mercure, ne laisssent aucun doute sur ce point.
3167. Ôr, si les gaz simples ne renferment pa^le même nombre d'atomes à volume égal , comment croire que les gas composés soient dans ce cas ? Aussi , n admettrons-nous pas qu'il en soit ainsi.
En étudiant les combinaisons gazeuses ou volatiles des corps précédens, on parvient, non-seulement à fixer les rapports des corps entre le^^els la combinaison s'effectue f mais on fixe aussi le rapport entre le volume des gaz employés et celui du composé obtenu, relation qui est toujours «impie et ordinairement assez uniforme dans les composés analogues , pour mériter toute, l'attention des chimistes. On . a 9 en effet , les rapports suivans :
1 vol.
chlore et
1 vol. hydrogène donnent a
vol. acide chlorhydrique;
brome
— hydrogène —
— acide bromhydrique;
iode
— hydrogène —
— acide iodhydrique;
cyanogène
— hydrogène —
— acide cyanhydrique;
chlore
— cyanogène —
— acide chlorocyauique ;
oxigène
— azote —
— bi-oxide d*azote;
chlore
— mercure —
— bi-chlorure de mercure;
brome
— mercure —
— bi-bromure de mercure;
iode
— mercure —
— bi-iodure de mercure ;
oxigène
— hydrogène —
— vapeur d^eau ;
oxigène
— azote ' —
— protoxide d'azote;
azote
— oxigène —
— acide hypo-azolique;
chlore
— mercure —
— proto-chlorure de mercure;
brome
"— mercure —
— proto-bromure de mercure;
azote
— hydrogène —
— ammoniaque;
arsenic
— oxigène —
— - acide arsénieux;
soufre
— chlore —
— proto-chlorure de soufre;
soufre
— oxigène —
— - acide sulfureux;
soufre
— hydrogène —
— * acide sulfhydrique;
phosphore
— hydrogène —
— hydrogène phosphore;
arsenic
— hydrogène —
— hydrogène arsnniqué;
phosphore
— chlore —
— proto-chlor. de phosphore;
arsenic
— chlore —
— chlorure d'arseuic;
arsenic
— iode —
— iodure d'arsenic ;
soufre
— mercure —
— cinabre;
soufre
— oxigène —
— acide sulfurique anhydre ;
phosphore 10
— chlore —
— per-chlorure de phosphore.
Les résultats qui précèdent font voir que dès que l'on sort des gaz permanens , les rapports deviennent moins simples, et conduisent même à une conséquence inattendue, savoir : que deux vapeurs qui se combinent, peuvent augmenter de volume, comme on le voit pour le bi-sulfure de mercure.
En général , on avait pensé , d'après les faits connus jusque dans ces derniers temps, que les gaz en se combinant devaient conserver leur volume ou se contracter; et just^u'ici^ il faut
4e0 PUILOSOPHIE CUIMIQUB.
l'avouer, le bi-sulfure de mercure est le seul composa connu où il y ait dilatation. Cet exemple suffit pour montrer combien DOS connaiisaDces sur ce sujet sont encore peu aTaneéék
3i68. Qu'il me soit permis i avant de quitter ce sujet, de râ- Tenir sur une question déjà traitée plus haut, et que nous poih vous présenter ici sous un point de vue un peu oiflEerent.
On a vu que les poids atomiques du soufre* du phosphore et de Tarsenic étant supposés exacts, la densité de leurs vapeon s'est trouvée trop forte. II parai^ vraisemblable que pour qndques-unes des vapeurs qm ne il forment qu'à une haute température, comme celles dont il s'agit, les molécules chimi* ques demeurent encore groupées sa 2 , 3 à 3, etc., si l'on considère qu'en s'unissant à des gaz , elles peuvent produire des composés gazeux dans lesquels, les coi^densations reprennent leur allure accoutumée, c^est-li-dire , celles que l'on observe dans la combinaison des gaz permanens eux-mêmes.
Ainsi, Thydrogène se condense de la même manière , quand
a azote et 6 hydrogène font 4 ammoniaque;
I phosphore et 6 bvdrogène — 4 hydrogène phosphore;
z arsenic et 6 hydrogène — 4 hydr. arséuiqué.
Comme si le. phosphore et l'arsenic, une fois unis à l'hj« drogène , avaient doublé de volume et. suivi le même mode de condensation que Pazole dans l'ammoniaque.
De même , l'hydrogène ne se condense nullement , lorsque
I oxigèoe et a hydrogène font 1 vapeur d'eau ;
~ soufre et a hydrogène — a acide sulfbydriquc.
Comme si le soufre , en s'unissant à l'hydrogène , triplait de volume pour reprendre le mode de condensation que Toxigène afifecte dans l'eau.
3 169. Ainsi nous admettons, comme résultat de l'expérience, que dans les gaz simples ou composés , il n'existe pas à volumes égaux un même nombre d'atomes, mais seulement des nombres d'atomes en rapport assez simple entre eux.
Nous admettons de plus , qu'en observant non-seulement les rapports selon lesquels les gaz se combinent ^ mais aussi les condensations qu'ils éprouvent par la combinaison , on peut arriver à des comparaisons fort instructives qu'il ne faut jamais négliger. En effet , si l'on combine une vapeur et un gaz , les rapports dans lesquels ils s'unissent pourront oflfrir quelque anomalie apparente , mais la condensation du gaz employé n'en présentera pas y et sera la même que si la combinaison se fût opérée entre deux gaz permanens.
Ce n'est pas là néanmoins ce que nous devons tirer de plus essentiel de la discussion c^vvl çcécède *^ elle ^ette un grand jour
sur une distinction importante établie par M. Dtimas , entre les atomes chimiques et les atomes physiques. Les premiers étant ceux ei^tre lesquels les combinaisons s'effectuent; les seconds ceux sur lesquels les forces physiques exercent leur action. On conçoit que ces deux classes d atomes puissent exister ; mais il faut ici rendre leur existence probable , et en donner une idée aussi nette que la nature des choses peut le comporter.
On regardera certainement comme très vraisemblable , d'après tout ce qui précède , que les molécules du soufre en vapeur diffèrent de celles entre lesquelles s'effectuent les combinaisons et soiH trois fois plus pesantes; c'est-à-dire qu'il faudrait grouper tltts molécules chimiques de soufre pour former une molécure de vapeur de soufre, ou bien une molécule physique de ce corps , si nous entendons par là le terme auquel s'arrête sa division par la chaleur.
'6iyo. Mais dès-lors que l'idée de molécules ou d'atomes ne s'offre plus à nous avec ce caractère absolu que nous lui avions attribué d'abord pour nous conformer aux opinions généralement reçues des chimi^es, il devient nécessaire de revenir sur la véritable acception de ces termes.
Il résulte bien clairement de l'ensemble des faits exposés dans les chapitres précédons , que les rorps soumis à l'action des forces physiques ou chimiques qui tendent à les diviser , s'arrêtent à un certain terme , comme s'ils étaient formés de molécules insécables , et que l'on fût parvenu à les séparer les unes des autres.
Mais est-ce bien ainsi qu'il faut se représenter ces masses entre lesquelles s'effectuent les combinaisons , ou bien peut-on s'en former une autre idée, sans que l'explication des faits connus en devienne forcée ? C'est un point que nous allons étudier maintenant.
Parmi les physiciens de notre époque, Dalton s'est représenté le premier les phénomènes qu'offre la combinaison, ainsi que les lois qu'on observe dans la composition des corps binaires ou des sels, comme d'accord avec la supposition que les corps simples sont formés d'atomes, c'est-à-dn^e de molécules indivisibles entre lesquelles s'effectue la combinaison, par simple jux la -position et sans pénétration mutuelle.
Wollaston a été plus loin, et reprenant une idée ancienne déjà, et dont on trouve l'indication piécise dans le Prodro' mus prlncipionim de Swedenborg,- il a émis l'opinion que les masses entre lesquelles les combinaisons s'effectuent pouvaient être sphériques, et il a môme cherché à faire voir, coipment pp ^em> è JÉ?/ir «idp, prpdHJre des ïï\o\^\kV^ ^W »\8v\f^^^^
462 PHILOSOPHIB CHIMIQUE.
de figure tetr&édrique, octaédrique, cnbiqne, etc. M. Bertelius et avec lui beaucoup de chimistes, ont aimis cette duh nière de se représenter les faits, comme assez vraisemblable.
11 faut l'avouer cependant, rien ne prouve que les phénomènes chimiques se passent entre des masses matérielles ho« mogènes et impénétrables. Il suffit pour satisfaire aux conditions connues de ces phénomènes, de supposer qu'ils s'exercent entre des masses d une grandeur insensible. Or, cette condi* tion pourrait être rempUe, et ces masses de dimensions insensibles pourraient être néanmoins formées elles-mêmes d'an nombre immense de molécules , dont la forme et l'arrangement échapperaient tout-à-fait à nos moyens de recherches. Un jour peut-être les expériences des phjsi|||ns, les calculs des géomètres , nous feront-ils pénétrer ces lliystères, mais en ce moment nous devons nous borner à repousser comme une hypothèse peu nécessaire lopinion émise par Wollaston.
Sans heurter en rien les idées de la mécanique et de la chimie, on pourrait donc admettre que les forces chimiques appliquées aux corps simples les divisent jusqu'à un certain point qu'on ne peut dépasser; ces forces se trouvant alom équilibrées, ou surpassées par celles qui maintiennent réunies les particules dernières de ces corps. Les masses encore composées, les groupes moléculaires sur lesquels les actions chimiques seraient impuissantes représenteraient les équwalem ou les atomes des chimistes. Mais ces atomes ne mériteraient leur nom qu'en tant qu'on les envisagerait comme étant soumis aux forces chimiques, et quoique insécables ou indivisibles par l'action des agens chimiques, on devrait se les représenter comme formés d'un grand nombre de particules matérielles d'un ordre inférieur.
Le nom d'atomes exprime donc une idée relative et non pas une idée absolue, ce qui doit faire regretter qu'on l'ait adopté. Il eût été préférable sans doute de s'en tenir aux équivalens, en les assujétissant à satisfaire aux résultats fournis par l'isomorphisme.
En un mot, de môme que dans l'opinion actuelle des chimistes, Tatome d'un corps composé peut contenir un grand nombre d'atomes élémentaires, que l'analyse seule y fait découvrir*, de même, il est fort possible que les atomes élémentaires des chimistes renferment des myriades de particules de l'ordre de celles dont le calcul des phénomènes moléculaires a fait admettre l'existence.
Cette distinction porterait la plus grande netteté dans l'étude à laquelle nous allons maintenant nous livrer, en nous montrant} s'il est p^rxxns âîenv^o^çx ôi^xâi^^ ^i^x^v^^^^<s^
TfËS GAZ , ETC. 46S
tout ce qui se passe en dedans des atomes chimloues ne concerne plus le chimiste et devient du ressort du géomètre* Dans tout ce qui se passe en dehors de ce même atome, et 1& où il agit comme un corps homogène, la chimie se trouve au *con traire nécessairemeût întërjssée et doit intervenir.
En résumé, comme on est obligé pour les calculs de la ihécanique analytique d'admettre Texistence de masses maté* rielles ae dimensions insensibles et pourtant formées d'une infinité de véritables atomes, nous pouvons appliquer le même point de vue à l'étude des phénomènes de la chimie ou de la physique*
On peut supposer que les fkz sont formés de groupes moléculaires analogues.
On peut considérer les atomes des chimistes, comme représentant aussi des groupes moléculaires du môme ordre, quelquefois semblables aux précédens, quelquefois difierens, mais dont la masse serait toujours en rapport simple avec celle des groupes gazeux.
Enfin, les chaleurs spécifiques, selon toute vraisemblance, 9e rapporteraient à quelque propriété vraiment moléculaire, et tie s'accorderaient avec les phénomènes relatifs aux groujjes chimiques ou gazeux, qu'autant que ceux-ci seraient observéb sur des corps dans lesquels les groupes moléculaires renfermeraient le même nombre de molécules.
<3ecî admis, les groupes chimiques pourraient être multiples ou sous-multiples des groupes gazeux ou identiques avec eux. C'est ainsi que le groupe chimique du chlore est identique avec son groupe gazeux , que le groupe chimique du inercure est double de son groupe gazeux, et qu'enfin le groupe chimique du soufre est le tiers de son groupe gazeux.
Le poids des groupes chimiques ne pourrait être au contraire qu'un multiple de celui des particules matérielles auxquelles se rapportent les chaleurs spécifiques. Mais ce multiple pourrait difi^érer d'un corps à l'autre, tout en conservant un rapport simple. C'est ainsi, par exemple, que l'argent et le tellure contiennent d'après leurs chaleurs spécifiques, deux foisphis de molécules dans leur groupe chimique que le plomb et le soufre auxquels ils ressemblent tant d'ailleurs, sous le rapport des propriétés chimiques.
Telle serait dans l'état actuel de l'expérience acquise, l'o*pinion la plus vraisemblable sur la nature des corps gazeux ^ et sur les rapports très simples qui existent incontestablement entre leurs molécules et celles qui produisent les combinaisons chimiques, ou bien entre ces mêmes molécules et les points matériels plus petits encore que l'on considère dans les <^^U>^
de la mécanique , et auxquels se rapporte vraisemblablement la loi de MM. Dnloug et Petit sur les capacités calorifiques des corps*
S ÏÏ.Des liquidés*
3 171. Les liquides y de même que les gaz, sont forma de molécules disjointes , séparées par des espaces vides bu pores, qui toutefois sont bien plus petits que ceux qui existent entre les molécules des gaz.
*, Ils en diffèrent totalement d'ailleurs, en ce que livrés à euxmêmes , ils ne font pas comme Vf^ gaz un effort continuel pour occuper un espace de plus en plus grand; ils en diffèrent encore , en ce qu'ils sont à peine compressibles , à tel point que les pressions les plus fortes n'ont pu faire éprouver aucun changement au volume du mercure. L'eau, qui se laisse comprimée au contraire, diminue à peine de 77-^7;- de son volume sous une pression équivalant à une atmosphère ; ce qui est, comme on voit , presque insensible.
D'une autre part, on sait que les liquides de nature divene n'éprouvent généralement pas la même dilatation par la cbit* leur. On sait de plus que le même liquide éprouve une dilatation dont le coefficient n'est pas constant , celui-ci croissant à mesure que la température s'élève. Ainsi , les liquides diffirent des gaz , tant par la moindre étendue de leur dilatation que par le caractère même de celle-ci.
3 i72.Tout en rejetant l'hypothèse, d'aprèslaquelle on admet ue les gaz à volumes égaux renferment le même nombre 'atomes, nous avons supposé cependant qu'ils en contiennent des quantités qui ont entre elles des relations fort simples.
A l'égard des liquides en général , on n'a jamais songé à leur appliquer la première de ces hypothèses , l'inégalité de leur dilatation par la chaleur devant conduire à un résultat tout opposé, si on eût admis à leur sujet le raisonnement Êiit à l'égard des gaz.
Mais si les particules des liquides ne sont pas en même nombre sous le même volume , elles peuvent offrir des relations assez simples pour mériter l'attention , en ayant soin de choisir convenablement l'instant où il convient d'établir la comparaison entre eux.
Ces t ce que M.Gay-Lussac a parfaitement établi, en montrant que si l'on prend , par exemple , des volumes égaux d'alcool et de sulfure de carbone, mesurés à égales distances de leursdegrâ d'ébuUilion respectifs, et qu'on Its laisse refroidir, ils demeureront toujours égaux, pourvu que leurs températures a'abais-
^çni 4'un mCmc t\om\>tc àc âi^^\t^% ^^^v ^^ 'qjm^ -^icQuve U
DES GâZ, ET& 4m
tableau foivant où se trouvent exprimas les contractions que looo parties d'alcool ou de sulfure de carbone subissent , à partir de leurs points d'ébuUition, et par des abaissemens de tempërature mesurés de 5 en 5 degrés centigrades.
Ibnbra à» degréf ctntigradc* Contraction Contraction
jfà in£fMni Vêhmatmunk dt looo partie* d'alcool de looo partiet de anlAupOxde
do là température., à partir de 78*,4i. carlione à partir d* 46*«<<
xo iif43 la^oi
•o 94f34 »3,So
60 56,oa 56, »8
55 6f,oi 61,14 ? . ,
60 65,96 66^ax
Gomme les contractions sont sensiblement égales, ilest dair que les volumes de ces deux liquides sont aussi égaux atué températures indiquées. Ainsi , pour que l'alcool et le sulfure soient comparables , il faut les prendre j non point i la mémfi température , mais à des températures telles que l'alcool mar«^ qae 78^,4 — 46*>6 , c'est-à-dire 3 1,8 déplus que le sulfure dé carbone, ou bien, en d'autres termes, il faut maintenir entre eux l'intervalle qui sépare leurs points d'ébullition.
Mesurés dans de telles circonstances, des volumes i^anx de sulfure de carbone et d'alcool donneront , si on les convertit en vapeur , des volumes égaux de vapeur mesurés à la même température et à la même pression. Un volume de sul-» fure de carbone à son point d'ébullition en fournit 4qi de vapeur k looo. Un volume d'alcool à son point d*ébullition , en Kmrnit 488 de vapeur, également à loo**. La différence, assex légère, tient sans doute à quelque erreur inévitable des ohser^ Tations; elle ne peut empêcher d'admettre h, proposition énoncée plus baut. " ' ^
D'où 1 on voit que si on prend deux volumes égaux- de iûî-' fore de carbone gazeux et d'alcool gazeux, mesurés à la méiné température , et qu'on les refroidisse , ces deux corps à Tinstâint de Ut liquéfaction donneront des volumes égaux de liquide qui, une fois produits , demeureront toujours égaux, si on MS mesure à des températures équidistantes de leurs points dé liquéfaction respectifs.
jyoù l'on voit enfin, que si les deux tapeurs cohtèïiâieiit 1 volumes égaux le même nombre d atomes, on devrait admettre ^'il entÊtàe même dea d«m UcjPti^ea^ ^OfV^TTOii^fj^^raf^isww
i66 PHILOSOPHIE: cniaiiQVE,
fie les comparer dans les oondilions dt'jà énoncécide
turc. Comme nous nommes portés k croire que lesfpi^ tiiul les giiK com|X)sés, ne sont pus dans ce ds^nontmii lU'ions (l'.-lrndri! une tello liypotbèse aux Uqaidci,t jloinisr'ii v:-ul pnritr des parlinilcs cliimiqucs descucjBi
?ioui admcUons si ule ment comme assez probable, ft gronpi'S nioliVuliires (jui cxislfiîent il fins ces vapcursoà] sïsix' à Ti'-tat liquide , ou du moi us qu^'Is se sont iV^ même nombre dun.s l«'s doux eas, pour former les pail des <lenx liquides. Cft t'nojicé demeurerait vrai, quani lesgroupî-smoireulairesde Talcool et dusulfuredecaii) vapeur Citritieiidraieul des quantités c]*a tomes réels très renies : renia njuc qui n'est pas inutile; car, si ratomcJi! fure de oM'bone est tel (ju^on l'admet, il représente dea lûmes de sa vapeur, tandis que betui de Talcool corm{ quatre vohmlls.
Mais 5i l'on a pu comparer, avec l'espoir fondé de à quel<{ue loi physique, les deux liquides . 4ont nous vei parler, il iivn saurait être ainsi, quand il s*agit de liqù lô'urnissent des volumes très diitereus de Tapeur, m&me
Ïq.Us mesure dans les circonstances inentionuéçs.Pareiei ciller liydn({uc et Teau, qui sontidans ce c^s, ofTrentà
• des contractions qui n'ont 91
preseniees. il n en demeure pasmoiD!
tain que , si Ton veut arriver à une connaissance intime constilulion moléculaire des liquides et des lois de leurc tion p.ir la chaleur, il faut, en multipliant Icsobservalions paier ces corjîS dans les circonstances choisies parM.Gi; >..c, c\ sl-à-dire à partir de leur [)oiut d'ébullition. Acelfc^ \jur, îcurs niolécuics ont acquis une force répulsive ca \m\\* prvcisc'ment équilibre à la pression de Tatmospl qui constitue une condition unilorme pour tous ces o( Nul doute que si 9 d'un autre côté, on cherchait à nue eon»paraison entre leslifjuideS pris à la température vwi*'>piuiJ à leur maximum de viscosité, elle ne pûtû'* do .résultats dignes d'intérêt. A ce point, . en effet, le« vulv'> de> liquides exercent leur //2aa://wi£yw d'action réci ^c vuèuie qu\iux points d'ébullilion elles .^e trouvent î ^U '«:\;;/;:,7/i il'aetion mutuelle, ce qui constitue desitate* iîèiliu.'i. Mils il n'cjkiste pas dY'X^çricnces qui permclW}' lî\i i , à l\ 5;ard de quelque' * 'S bien détevniints', <f
s-^^U tc^iupojivluvc d^ y^ /fiojswium âe visr^
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tant - G 4e8j pire vue
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A ku] dai] tait
DES GAZ, Lia 491
globe peUreiU» à l'aide d'une température pluf ou moios élevée^ se convertir en vapeur. Presque tous , par un froid pku ou moins vif, passent à l'état solide : quelques-uns seulement ^résîstent aux plus basses températures que l'on puisse obtenir f et tel est le cas de l'alcool* D'un autre côté , une tempécatUriB plus ou moins élevée liquéfie tous les corps solides , à quelques exceptions près , parmi lesquelles il faut surtout remarquer là charbon.
Tout porte donc à croire que si Ton savait produire U cbaleur ou le froid convenable , que si Ton savait d'ailleilim soumettre les corps aux pressions iiéciessaires pour en maintenir les élément combinés, on parviendrait à lei obtemfe sous les trois formes de solides , de liquides et de ga:^ ou dd vapeurs. •
Mais , ooixvne les solides sont bien plus nombreux qu&Jiâs liquides ou les gaz , ce sont ces corps dont il importe & plu» de bien saisir la constitution moléculaire. Nous ne négligerons donc ici aucun des caractères fournis par l'observation ^ et nous essaierons d'eu donner une idée nette et générale , acu-^ tant que possible.
. Comme nous avons admis déjà que dans les liquides il existe des atomes disposés en groupes qui eux-mêmes sont séparés par des pores ou vides y il est facile de prouver par des faits ^e les solides ne doivent pas différer beaucoup des liquides à cet égard.
Bien que l'idée générale que l'on se forme d'un scdide oon-^ siste à le représenter comme un corps dont les molécules se sont rapprochées par l'effet d'une soustraction de ckaieur ,• il ne faudrait pas donner à ce point de vue une application trop absolue. L'expérience nous apprend en effet qîfe'^ s'il est des liquides qui se contractent en se solidifiant, il «a* est d'autres, qui se dilatent en prenant l'état solide^ sott^' vent même d'une quantité considérable, cconme l'eau, par exemple.
Ainâi , . le Caractère des solides ne saurait consister ek ce^qù^ leurs, pores ou vides seraient plus petits quevoèux qm'exiotlïnt é^na les liquides , puisque nous voyons que ees vidas en •eer^» |$iip$ cas peuvent Âtre .plus graûds«
;. U faut donc admettre que lea solides ^soait.cotnpiasijs ooéiitfe^ 1^ liquidés « de Bkoléculei disjointes séparées par des es^acei* ¥Jideft on des poses, plus ou moins étendus. Mais dans Ite^ liquides,; lies molécules ou les groupes moléculaires soutdiajKffi^i^àe^tétlé sorte les uns h l'égard des autres, que leur formlb'bl%](6i'Cirf qu'i^neiaiblie influence sur l'équilibre qui s'^élJ^Ut lèkiti^^râa.^^ On s'en aperçoit lojRsgue ces corps, ^paxVdSÀ^di'Uaài^lft^cf^^^
46S PUIi.OSOPHIfi CHIMIQUE.
târienre , se dilatent ou se contractent d'une manière égàt dans tous les sens*
Dans les solides, au contraire, l'application d'une force extérieure détermine des dilatations ou des contractions iné* gales , selon qu'on les mesure dans tel ou tel sens ; ce qui suppose que les molécules ou groupes moléculaires exerceDt les uns sur- les autres une action assez forte , dépendant de leur forme ou de leur position relative, et devant être consîdërée comme la cause première de la solidité ou de la cristaiiiflation.
Cette modification de la force moléculaire se manifeste d^à dans les liquides , mais d'une manière bien moins énergiqae. G^est à elle qu'on rapporte le phénomène de la viscosité ciont nous avons parlé plus haut; mais il serait inexact d'en conclure que , lorsqu'un liquide arrive à son maximum de viscosité, c est parce que ses molécules auraient pris un arrangement qui, sans les amener à Tétat solide, les en aurait rapprochées le plus possible. N'est-il pas évident en effet qu*il existe à cet égard des liquides de deux sortes : les uns qui passent, à la manière du verre et du fer, par toutes les nuances, de l'état liquide à l'état pâteux, et enfin à l'état solide; d'autres qui , comme l'eau, n offrent, pour ainsi dire, aucun intermédiaire entre l'état de liquide parfai C et de solide? Si l'on peut dire des premiers que leur viscosité est une conséquence de la modification moléculaire qui les amène à l'état solide, on ne voit pas comment les autres pourraient se convertir si brusquement en solide, sans passer aussi par toutes les nuances de l'état visqueux.
Les phénomènes que présente le soufre en fusion sont encore plus décisifs. Ne sait-on pas en effet que ce corps , très fluide près du point de sa solidification et capable de cristalliser brusquement sans acquérir de viscosité sensible, devient au contraire épais et visqueux au plus haut degré, quand sa température est portée beaucoup plus haut que le point où il cristallise* Le soufre liquide et le soufre cristallisé offrent donc le mêqie corps à. deux états dans lesquels les molécules exercent les unes sur les autres une action sensible, mais*évidemment différente. A l'intensité du phénomène près, n'en serait-il
E oint ainsi de:, beaucoup d'autres corps qui offriraient à l'état quide un maximum de viscosité plus ou moins éloigné du point 4e leur* solidification, et dans lequel l'état moléculaire serait- indépendant et distinct de celui que le corps affecte à l'état wlide?
31749. Bien {4tts, le soufre, sans cesser d'être solide, peut âke ^H9 à^Wk ^ials Q^ d\K^T^i\% c^*^ ^^%^- \!^ ^wsLvs d'y
snpposer le même arrangement moléculaire : delà le phénomène que l'on désigne sous le nom de dimoiphisme* Quand on le fait cristalliser après l'avoir fondu au moyen d'un refroidissement convenablement lent, il donne n^iissance à des prismes obliques à base rhomboïdale ; ces cristaux fort transparens , étant abandonnés à eux-mêmes à la température ordinaire, deviennent opaques, friables, et se convertissent en petits octaèdres disposés bout i b^ut , comme les grains d'un cnapelet. Ainsi , à loS** , le soufre affecte une forme, qui ne peut se conserver à la température ordinaire; et ce qui prouve bien que , dans ce cas du moins , c'est la température qui détermine cette différence, c'est que , si l'on dissout le soufre dans le sulfure de carbone ou les huiles, et qu'on abandonne le liquide à l'évaporation , il s'en dépose du soufre cristallisé en octaèdres transparens et tout-à-fait permanetis* £q outre , la nature nous offre aussi des cristaux de soufre en beaucoup de localités ; et partout ils se présentent en octaèdres transparens et inaltérables*
De même, si Ton chauffe l'iodure rouge de mercure jusqu'à i5o ou 30o^, on le voit perdre sa belle couleur rouge pour prendre une couleur jaune-citron fort pure et fo^t éclatante* Si on le chauffe jusqu'au point de le fondre et de le distiller , il bout et se condense en cristaux qui présentent aussi une belle couleur jaune. En un mot, dès que Tiodure rouge de mercure atteint une certaine température , sa couleur passe subitement du rouge au jaune, et se conserve telle, tant que la température se maintient. Mais, si l'on abandonne l'iodure devenu jaune à lui-même , à la température de l'air , il ne tarde pas à reprendre la couleur rouge de l'iodure ordinaire , en même temps que les cristaux perdent leur trii^nslucidité pour devenir opaques. Le retour à l'état rouge peut même se faire subitement , en écrasant l'iodure jaune avec une baguette de verre , ou en le broyant dans un mortier. Ces cbangemens de couleur peuvent se répéter indéfiniment , çt ne tiennent pas à quelque altération chimique , mais bien à une. modifi* «salion dans le système cristallin du corps. L'iodure jaune présente l'état cristallin du corps qui est possible à une température élevée ; l'iodure rouge, celui qui peut seul se produire ou se conserver à la tem^pérature ordinaiice*
Le changement n'est pas toujours aussi brusque; ,4 exige quelquefois des années entières pour, s'accomplir. Il, n'est pas non plus toujours possible de aéterminer la nature des deu^ formes cristallines , l'une d'elles n'ayant pas été reconnue. On ne peut pas pourtant hésiter de rapporter à la même cause les faits qui précèdent et ceux dont noua allons osxkt^i .
47Ô PHIIOiOPHlE CHIMIQUE..
QiMud on chauffe le sucre ordinaire, et ({u'on coiAe la masse en plaques minces ou qu'on la façonne on baguettes, on obtient un produit transparent, qui constitue le sucre d'orge des confiseurs. Abandonné à lui-même pendant quelque temps, celuici devient opaque à sa surface, laquelle offre bientôt des fibres parallèles, qui convergent vers Taxe, etvîennents'y réunir,lorsque le phénomène est accompli. A cette époque, la masse entière devetiue opaque et cassante, possède la fcassure fibreuse, tandis quauparavant elle était transparente, collante , tenace, et offrait une Cassure conchoïde. Bien qu'on ne connaisse pas la forme cristalline qui appartient au sucre d'orge transparent^ il est évident qu'elle doit ôtre considérée comme offrant une modification par dimorphisme du sucre opaque. L'état moléculaire du sucre transparent est celui qui s'établit à chaud j celui du sucre opaque appartient k une température basse.
L'acide arsénieux nous présente des circonstances absolnment semblables à celles dont on vient de parler. Parla fusion, il donne une masse vitreuse , lout-à-fidl transparente, ordinairement d'une teinte uu peu jaune; abandonnée à la température ordinaire, celle-ci se convertit peu-à-peu en une substance opaque d'un blanc laiteux. Le changement se fait de U circonférence au centre des masses*, il exige plusieurs années pour s'accomplir entièrement, quand elles ont quel(]ues centimètres d'épuisseur. Il faut en^ployerune température asses haute ]>our fondre l'acide arsénieux, si l\m veut reproduire la modification transparente : car , chauffé seulement au point de fumer, et volatilisé de la sorte dans un courant d'air, il donne la modification opaque.
M. H. Rose a fait sur ce corps des expériences intéressantes. Si l'on dissout l'acide arsénieux ifitreu:p dans l'acide chlorhydrique du commerce étendu de la moitié de son poids d'eau et qu'on sature la disôolulion à chaud, elle laisse cristalliser de l'acide opaque^ par le refroidisscni'^nt. Quand celui-ci se fait avec lenteur, la cristallisation produit une vive lumière, et chaque cristal qui se forme émet une étincelle. Dans les mêmear circonstances , une dissolution faite avec de l'acide arsénieux opaque ne .produit rien de pareil. Ce phénomène remarquable tient, à n'en pas douter, à ce que l'acide arsénieux vitreux se dissout à cet état, et ne reprend la forme opaqu<» qu'au moment de la cristallisation , changement moléculaire qtii , s'opérant d'une manière brusque, est accompagné dé lutnière et probablement d'un développement d'électricité.
-'S175. Comment méconnaître le rapprochement qui existe entre 'èe fait et ceux qui ont été observés il y a long-temps par M. jBerzelius, sur (jue\cmieasxx\»V«ï\ce& oxiV^xax. d^dimorçhisme
DES GAZ, ETC. fH
fierait d'ailleurs fort ilifScile à tlablîr, si on nVUait guîdû par l'analogie? La zircône précipitée de sa dissolution et cliaufiee avec prccau lion se Jtshydratc sans perdre su.soluLilitt: .d^ns les acides. Mais quand on la chaufFc au rouge , elle ^V.^pf tout-à-coup incanJcacenCp, se rontracte etse durcit, c^.foâtAf temps qu'elle devieut iosolu^lt! datfs les ^di^cs. fjofi^^ fif cbromc, cL^Iui de ^er se comportent de la ipËm^ ^antés^ Ajûasi, l'un peut dice que pes oorps, un passfPt 4ç Vf^rt i^ftculairç qui convient ii }iue basse teoipciaturc a celui ^HJif^r yienf à une tempcrature élevée, prot^sent, ^p I4 Ip^ii^^e lojif comme l'acide arst^nîeux le iait /ians ua cas absojluméf}): lOsyerae. Quoique l'on ijp connaisse paaT^es ^euf fonppf crist^ lint» de la zircôi^, e|t de^, autf es oxijles q^ï partagent k ^Yffjpriété djont ellç jouit, il paraît évident guf cell^-cî, tîei^t ^ jffff Drodi.fîçatioq.pardji^r^isme.,01uci:yoiis tout^fçisjqué .dajff içe cas la modijGji^tion ai:|eFii}inéP'i:^r U chaleur ne^.gD9^ .pJuS} tant qu'on ne soumet pa# la m^iére. à /Vcli^p ,^ .^^^ ^uc3 réactifs éntrgij:iue5. .,.. , ,jj.|-.,
On serait tenté Reconsidérer aussi comine tcHaiSl '4 ""4^ modifications p;ir dimorpliîsine, quelques eliangenieua i^ns }'€tat moléculaire de certains Eoi^s, qui Bout an conlrjànrin^ légers, ijui cessent dès que la caufe délccu^nanle idifpn^ raît, et qui se r< produisent à: voloiiJié, quand ou<la: <:.a^ Hc nou.vtau. Qo vnut pajler ici de^^^iigumcns dç cpuleip: si Xpcqu^qn^hiçs, qiie cerlaius cor^a ^i^^tent qMtapfll i)s Mnt jcbaufTés- Ainsi , l'acide titai^iquç passe du blanc Ku jfMM)» qti^nd iQu le c^uufCe à use cbakur ^ugc^.^''PM^ft dfl jipKf.Ài hUqc a^japQe verdâire; l'oxîde fia mer cùre, l^e -mi^rarM fouge au vioic't, etc. Pour mieux dire, presqfffilqii» ii(a ço^ ^rouv;ent up cliapgt:ffi^t de jcploraljop .d^n^ .ctitt^ .fîjr.W% .j^anoe. J^ofttlti rfi^ounutre , îf suffit jd^iy^Jes cas Je^inn^^ wy ^en», de .^Qffl^»«er ttQe jpgriiç^iïpidfij^y-çpjunçi^iitrfl.^^ft. tion convenablement cliaufl'ée, Ôij puui-ivji.l iltii\c ûlf^f. jpi-^l^ i croire que t«jus les corps sonl cujiablL's ilV'jiLoyvi:!', h une iemWrature .convenable, une iiiudilîr^uiini ninli'iuilriii-f, qiii tiéiid à cbangerou qui cliangc Ifiir .sy;.ltiiic iiistiJlin, T^inlBf, cette modiÇeà'tîon ^Irès passiigàie (Csicull jivci; V' l'i- f^oidisvmeut; tantôt' elle persîslera'it jilii^i in nioiii-; !ong-l. i'ips; tantôt enfin, elle jurerait toujour*. î,{s <:\<]]ipks i|i[i [iiVuè- .(ïent nous offrent ces trois cas. '
Si^rï.Panin les exemples de dimarpbiisuc,il.'eiiestofiip]qnëhuus qui méritent une mention spéciale, eD|rai50u,del^r imjocUinte. Tel est ^celui que de ci'aïI"*ï!i,,Vi ^''.4'^^t^lPR!^ ■ jictlSfïif^t i tel,^t,epçoçf celui (ijiejg^jj,% çl'isl?^4^gt^|j{ii^
47f PHILOSOPHIE CIUMIQUE.
ragonitc nous oifrent, et qui a tant excité l'attention des phy* siciens, des chimistes et des minéralogistes.
Le charbon existe sous trois aspects tellement différens qu'il est difficile de ne pas le considérer comme un corps susceptible de trois modifications, comme un corps trimorpne. Gonmioit en effet, pourrait-on confondre le noir de fumée, le graphite et le diamant, en ce qui concerne leurs propriétés physiques? Il est évident que le noir de fumée représente fidèlement Tétat physique propre au charbon aux températures d!un rouge faible ou à-peu-près. Le graphite semble , au contraire y particulièrement propre i repiesenter la modification que le charbon acquiert à ta chaleur d'an rouge blanc, qui est nécessaire pour la marche d'un haut fenmeau. Enfin, si l'on s'en rapportait à l'analogie, l'on serait disposé i considérer le diamant comme une modification oor> raspondant aune température encore plus haute; mais il eit difficile de rien établir de positif à ce sujet , tant que le gisement vt-ritable du diamant sera ignoré, tant qu'on ne l'aufi fis trouTé dans \à. roche même où il a pris naissance.
' Quoi qu'il en soit , les trois modifications du charbon ot cuvent être méconnues; elles prouvent qu'on a peut-être ea tort de préjuger , en créant le mot de dimorphisme « que les modifications des corps devaient se borner à deux.
Peut-être, serait-il mieux , embrassant toutes les modifications moléculaires qu'un même solide peut offrir, de classer ensemble, fion-seulementles variations de la forme cristalline foo- «Umentale, maisencorecellesdela couleur, celles de la cohésion, quand bien même le corps qui les offrirait ne serait point cristallisé régulièrement , de dire que les corps peuvent être nonseulement dimorphes, mais polymorphes, en rap|>ortant cette expression, non-seulement à la forme cristallographique, mais encore k toutes les qualités physiques que nous savons mesurer ou ap^cier dans les corps.
Le spath d'Islande et l'arragonite, les deux formes primitives du carbonate de chaux, nous offrent l'un des cas de dimorphisme les plus remarquables , un de ceux qui ont été le mieux étudiés. M. Biot et moi , nous avons soumis ces minéraux à une étude minutieuse , et nous avons fait voir que la chaux et l'acide carbonique s'y trouvaient dans les mêmes proportions , et qu'une fois séparés , ces deux corps possédaient identiquement les mêmes propriétés*
Cependant la chaux et l'acide carbonique, tant qu'ils restent eombitlés sous forme deçpath d'Islande ou d'arragonite, donnent naissance à deux 'çii:oàmV& <^\t\%'^^\V9^t^\^\x^ ^»u£ciudas
Mos aucun rapport physique, comme on le voit daufle résumé •uivant :
Forme priinltlTe Rhomboèdre Prisme rhomboî«b1«
B.éfractîoo Double à u& axe Double à deax axes.
Densité * a» 7^3 *,g4S
Dwelé Rayé par Parmgonite Rayant le spallu
AÎBsi, la forme, la densité, la dureté, les propriétés opti«
Ïies, concourent pour séparer ces deux corps. Mais une seule entre elles suffirait, ce nous semble^ pour faire admettre Texistence d'une modification moléculaire du genre de celles que le dimorphisme doit embrasser.
3177. En un mot, toutes les fois que deux corpi chimiques identiques se pn5sentent avec des propriétés différentes sous le rapport de la forme cristalline, sous celui de la densité, des propriétés optiques, de la dureté, etc., nous deyons admettre qu'ils différent Tun de l'autre par leur arrangement moléculaire.
Quand cette modification se manifeste par un changement déforme, le corps est dimorphe; mais.il serait plus philosophi-* que de considérer ce cas comme un cas particulier , et de classer ensemble le dimorphisme proprement dit et tous les faits relatifs à des propriété autres que la forme, quand ils indiquent l'existence d'une modification dans l'arrangement moléculaire du corps, quelle qu'en soit la nature ou l'intensité.
Cette classification aurait le grand avantage de ramener sur le terrain de la physique, des modifications purement physi-
Ses qu'on a confondues avec des modifications purement imiques, dont nous allons nous occuper dans le chapitre auirant. qui a pour objet l'étude des corps isomériques.
Les corps polymorphes et isomères sont des corps qui pos» •èdent une semblable composition ; mais les premiers ont êubi quelques changemens à l'extérieur de leurs groupes molé^ culaires ; pour les deuxièmes , la modification a dû se faiire à l'intérieur de ces mêmes groupes.
Un corps peut offrir des variations par polymorphisme sous la seule influence des forces physi<jues.L*action chimique peut aeule créer des corps isomères.
Ces observations, anticipées sans doute, paraîtront cependant nécessaires, si l'on veut dès à présent fixer la nature des corps dimorphes ou polymorphes, et se faire une juste idée de ce qu'ils sont et surtout de ce qu'ils ne sont pas.
Nous ne doutons pas qu'on ne doive adhiettre des propriétés analogues dans les liquides. L'acide hypo-azotique, qui est wciug^bnm k «f^jso^ct qui devientinco\oT^k-^\^^Tw<(9i*Qi!^^^Ms^
en offrir un exemple* Nous pensons ^galéicnenl: que l'ioâure d'amidou, qui est d'un si beau bleu à la Icmpcralure ordinaire et qui se décolore vers loo'', est aussi dans le même cas. Ainsi, pour nous 9 il y a des liquides modifiés à la façon de^ solides dimorphes. •
En serait-il de même des gaz ? c'est peu probable. Mais quelques faits sembleraient résoudre cette question dVne manière Eositive* Comment expliquer autrement quelques propriétés iuirres de ces corps? j^ourquoi l'hydrogène provenant de la décompositiou de Teau par le fer à la chaleur rou^e résîste-t-il i l'action du platine et de l'oxigène? pourquoi le gaz phosphure xl'liydrogèue non -inflammable devient-îl inflammable sous l'influence de l'ammoniaque ? Ces faits indiqueraient dans les gaz quelque chose d'analogue au dimorphismje 9 et méritent par cela même une étude très attentiye* ^
