et
Ces rapports constituent les sels neutres et les sels basiques, a differens degrés de saturation, qui proviennent des combi* naisons des bases avec les acides contenant deux atomes de radical et cinq atomes de l'élément électro -négatif.
xo :3 et i5 : 8.
Ces proportions appartiennent à des phosphates de chaux.
Xoîf relatîiret à la dombîiiaîton dei atomet du fleeond ocdre.
10 Dans une combinaison de deux atomes composés du se-cond ordre auquel t élément électro^négatif est commun^ comme T. I. 17
a58 TilKoaiM chiuiqvim.
par exemple^ lorsque deux s^ du menu aciie^ mais à bases différentes^ secombinent, le nombre des atomes d!oxjrgms dans [une des bases est »n multiple par i, %, 3, 4» ^<^*i ^^ mime nombre dans Vautre , et^ par conséquent , Vadde dans Vun des sels est un multiple par un nombre entier de Vacide dans Vautre sd*
Les formules de l'alun et du fdspalb, qui «uiycjit, pemotlMit de bien comprendre cette loi.
Alun. . . SO3, KO ; 3(S03), ÀI2 O3; a4 pO.
^ I Kklspalh. • Sîft03» Ik \ 0\ ($it Ot)3» Ah Of.
Ka )
V Dans les combinaisons i atomes composés du second ordre^ où Vêlement électro-positif est commwt^ par exemple dans la combinaison de deux sels de menue base , mais à acides dijfirens , le nombre des atomes J! oxygène d*une des bases est m multiple pour un nombre entier du nombre des atomes d* oxygène de Vautre base. Ou bien autrement encore^ la somme des atomes iV oxygène j ou de Vêlement électro^négatif^ de la base et de V acide d^un de sels, est encore un muà^le par un nombre entier du nombre des atomes électro-négatifs de Vautre sel.
Les exemples de ce genre de combinaison sont fort rares : M. lienéUiis cite seulement la datboUte, qui est un boro-silicate de chaux naturel; lecuiire carbonate bleu; la magnena Mû ou carbonate de magnésie artificiel; le carbonate artificiel de zinc et la topaze.
Les lois qui précèdent s^observent rigoureusement dans teas les composés connus. Elles auraient pu être établies £ans k théorie atomique y mais on n'en connaîtrait point la cause^ tandis qu'elles découlent nécessairement de cette théorie qui n'a pas peu contribué à les faire observer.
BzplMation de rîaoniOKplûfliiie par lu «béone «tomîqiie.
L'identité -des formes de corps de différentes natures, fifi l'on peut pourtant supposer formées par un même nombre d'atomes, a permis d'établir cette loi : 4e même nombre cVatomes, assemblés de la même manière , produit la même forme cnstalline , quelle que soit leur nature ( ^. p . 17 et suiv.).
Szplicatîon de rîsoméric par U théorie atoiiiM|ae.
La théorie des atomes pecmet a^asi d'i^plîqœr I08 dîiK-
TSicmn ATOMXQinB. ^g
rentes variiltés d^isomérîe; car on peut facilement admettre ip^un même nombre d'atomes^ disposés de différentes manières^ donne lieu a des formes cristallines ou à des propriétés dÀffé* renies.
Pour risomërie multiple, on peut encore admettre facilemexA, cpe le nombre absolu dee atomes^ entrani dans wne moleculûj vient à ehang&r^y mais que les atomes de différentes natures conservent entre eux les mêmes rapports numériques.
&«latîoii de la théorie des oocubînaîsoiis des floîdet élast^aes en volumes^ et. de la théorie atomique.
Les rapports simples, existant entre les volumes des fluides élasticfues qui s'unissent chimiquement ^ ont pu faire supposer que le rapport observé entre les volumes était le même, que celui des atomes ; ainsi , de ce que deux volumes d'hydrogène s'unissent à un volume d'oxygène pour former de l'eau, on en a conclu que l'eau renfermait |rois atomes, dont deu^ d'hydrogène et un d'oxygène.
Les poids spécifiques d'un grand nombre de fluides élasti* qnes , déterminés par la méthode ingénieuse de M. Dumas , n'ont pas tous été en harmonie avec l'hypothèse jHrécédente; car oià eût été obligé de réduire de moitié le poids du mercure, de doubler celui du phosphore et de tripler celui du soiftfre* De telle manière que l'on a admis que la relation des volumes et des atomes n'était bien fondée que pour les fluides élastiques permanens et élémentaires,, qui sont l'oxygjène, l'h^rogèue, l'azote et le chlore*
La théorie des équivalens chimiques , dominant celle des fluides élastiques, qui toutefois est loin d'être applicable dans tous les cas, puisqu'un très petit nombre seulement de corps élémentaires peut être réduit en vapeur, on est doue forcé d'admettre que des volumes égaux de fluides élastiques ne renferment pas le même nombre d'atoxKies , que dans l'oxygène, le phosphore et le soufre à l'état de fluide élastique, les aloones seraient dans les rapports de i : 12 : 3u
La difierence qui existe entre une vapeur et un gas perasaijoenl, étant seuleâient relative aux conditions où noua vivons, ne peut être considérée comme entrainant une difi^éreneç fa»dameutale dans le mode de formation de leurs molécntea, et parait tout-à-fait dénuée de fondement. Ce qui peut êlive
a6o THiORIBS CHIMIQUES.
admis pour le soufre y relativement à Toxygène, doit pouvoir i'ètre pour ce corps, relativement à un autre, tel que Thydrogène ou l'azote (/^. p. 97 et sulv,, p. 148 et suiv.).
nÉTB&HllfATIOir DES POIDS" RELA.TIFS DBS ATOMES.
Les proportions pondérales des composés chimiques ayant donné lieu à l'application de la théorie atomique à la chimie, on peut prendre les rapports numériques de ces mêmes pro» portions pour les rapports des poids des atomes, et afin de les exprimer en nombres fixes, on les rapporte à un terme de comparaison qui est l'oxygène ou l'hydrogène. Le premier de ces oorps se rencontrant dans la majorité des composés, tant anorganiques qu'organiques, on l'a adopté de préférence, en Suède, en France et dans toute l'Allemagne ; les Anglais rapportent les poids atomiques à l'hydrogène pris comme unité. M. Berzélius préfère l'oxygène comme terme de comparaison , et le fait égal à loo*
Jusqu'ici les poids des atomes se confondaient. complètement avec les équivalens chimiques ^ mais il n'en est point ainsi dans tous les cas pour que Ion n'emploie pas toujours la même méthode pour déterminer les poids des atomes. En effet, le poids des atomes peut différer de celui des équivalens, lorsque, par des considérations d'un ordre tout particulier, on pourra supposer que le poids d'un équivalent représente celui de plusieurs atomes ou celui d'une fraclion d'atome ; mais la supposition ne pourra jamais aller au-delà , parce qu'il doit toujours exister un rapport simple entre les poids .des atomes et les équivalens chimiques. Il est donc essentiel de biep remarquer que le poids des atomes est en raison inverse de leur nombre; car plus on supposera d'atomes dans une quantité déterminée de matière , moins ils seront pesans, et le contraire. La détermination du poids relatif des atomes est donc enchaînée avec celle de leur nombre, et l'on ne peut fixer l'un sans fixer l'autre.
Les moyens que l'on emploie pour déterminer les poids rela* tifs des atomes sont de deux ordres : les uns servent à fixer avec exactitude les quantités numériques représentant les rapports des poids atomiques j les autres servent seulement pour apprécier le nombre relatif des atomes et peuvent être beaucoup moins précis que les précédens.
THÉORIE ATOHIQUB. a6l
Xoyens employës pour déterminer les rtvppotU nuinérîqaes des poids des atomes.
Ces moyens sont les mêmes que ceux qui servent pour déterminer les équivalens chimiques. Ils peuvent varier beaucoup; mais, dans tous les cas, ils ont pour but de déterminer d'une manière rigoureuse et par des pesées bien faites, les rapports pondéraux des élémena des combinaisons.
Une fois ces rapports obtenus, il faut déterminer les nombres relatifs des atomes, et il n'y a plus alors qu'à faire usage de l'arithmétique pour obtenir le résultat cherché. Soit par exemple l'analyse de l'oxyde d'argent, et admettons qu'elle ait donné sur loo parties, 93,ii d'argent et 6,89 d'oxygène. Ces nombres expriment seulement le rapport pondéral des poids des atomes de l'argent aux poids des atomes d'oxygène ; mais si par des considérations particulières , on peut trouver les rapports du nombre des atomes de l'argent au nombre des atomes de l'oxygène , il sera facile de trouver le poids des • atomes de ces dernières, en admettant toutefois que l'oxygène vaut 100.
Admettons donc que dans l'oxyde d'argent, loxygèae et l'argent s'unissent atome à atome, pour un atome d'oxygène, il y aura un atome d'argent et cette proportion donnera le poids relatif de l'atome d'argent :
93yTx : 100 :: 6,89: x ...• x = i35i,6.
Mais si l'on admet que les atomes d'oxygène sont unis i ceux d'argent dans le rapport de i : a, il est évident que 1 35 1 ,6 leprësentera le poids de^eux atomes d'argent , et qu'en divisant ce nombre par deux, on aura 675,8 pour le poids d'un atome de ce métal.
Les poids spécifiques des fluides élastiques permanens peuvent aussi servir pour déterminer les poids des atomes; car, ces poids sont entre eux comme les équiçalens chimiques ou comme leurs multiples; mais il n'y a que les poids spécifiques des fluides permanens en toutes circonstances qui puissent être employés à cet usager car les poids spécifiques des fluides élastiques non permanens, ou des vapeurs, sont toujours un peu plus élevés que les <^quivalens , attendu que ces fluides ne suivent pas rigoureusement la loi de Mariotte, surtout dans les li-
%62 THÉO&IKB GHIMIQU».
mites voisines de la température ou de la pression à laquelle ils changeraient d'état pour devenir solides ou liquides, ou bien où, sans oesser d'être fluide élastique, ils subiraient un. changement qui leur ferait éprouver l'isomérie multiple.
L'oxygène, l'hydrogène et Paxote sont les seuls de ces fluides auxquels on puisse appliquer la méthode précédente. On aura facilement leurs poids atomiques en admettant que ces poids suivent les mêmes rapports que leurs poids spéciûques.
Les poids spécifiques de l'oxygène , de l'hydrogène et de Pazote étant : i,îo57 5 0,0686 et 0,9720.
On aura par deux proportions t
ifioS'j : 100 : : o^o6d8 : x .1.. x := ô^ataS. x^To57 : 100 : : 0,9720 : x .... x =: 87,9061.
Moyens en^ojéi pour délennîner loi nombrei relatîfir dof atomes.
Lea moyens employés pour déterminer les nombres relatifr des atomes sont assex considérables, ils sont principalement la théorie des proportions chimiques dans toute son étendue et «nrtout la loi des proportions multiples et la loi de Benélius; l'isodynamie , l'isomorphisme , la caloricité spécifique des corps , les poids spécifiques des fluides élastiques , et enfin , toutes les propriétés quelles qu'elles soient qui peuvent donner quelque renseignement.
Quelques exemples suffiront pour faire comprendre corn» ment ces divers moyens ont été employés.
i"* Si un corps en proportion fixe se combine avec plusieurs proportions d^un autre corps , on sera porté à admettre que le nombre des atomes du corps en proportions variables, crôtt comme ces mêmes proportions; et,*si l'on a fixé d'avanœ le nombre des atomes d'un des composés formés par ces deux corps, le nombre des atomes des autres composa seront dé* terminés forcément; ainsi, 345 parties de manganèse peuvent s'unir à ioo,abo et 3oo parties d oxygène pour former trou composés particuliers; si l'on admet que le premier contient un atome de manganèse pour un atome d'oxygène, le second devra contenir un atome de manganèse et deux atomes d'oxygène , et le troisième un atome de manganèse pour trois atomes d'oxygène; l'inverse ne pouvant avoir lieu, puisque l'on ne peut admettre des fractions d'atomes.
a"" Si l'on unit l'acide sulfiirique anhydre avec le baryte.
par aemple y et si Ton observe que Facide employé contient troia fois plus d*oxygène que la baryte, on devra admettre tiois fois phis d'atomes dans Padde snlfurique que^ dans la baryte, et si l'on admet qae la baryte est formée par la réunion ^ d'«n atome de baryum et dW atome d'oxygène, on devra adm^tre aussi que l'acide snlfurique contient trois atomes d'oxygène. Une supposition du même ordre pouvant être faite pour tous les composés salins, 4m voit l'immense application que reçoit la loi de Berzélius en cette circonstance.
3* Lorsque deux ou plusieurs composés sont équivalens, et que l'on peut les trausfomer les uns dans les autrei^ par la substitution, on est porté à penser qu'ils renferment le même nombre d'atomes, quelle que soit leur forme, & cause de Tisodynamie, et si Ton a fixé le nombre des atomes d'un des composés, le nombre des atomes des autres composés le sont également: ainsi l'acide arséoieux se transforme en sidfure jaune, sous l'influence du sulfure hydrique, le soufre remplace loxy-. gène atome à atome , et les deux composés doivent être représentés par une même formule , à cela près que l'oxygène est remplacé par le soufre.
- La règle précédente Souffre quelques exceptions, par exemjde dans les remplacemens des cbloroïdes par l'oxygène; ainsi , lorsque le protochlorure de phosphore est décomposé par l'eau, il se fait un composé réellement correspondant dans lequel l'oxygène remplacé le chlore, et Ton admet dans ce cas qu un seul atome d'oxygène en remplace deux de chlore* La même chose à toujours Heu pour les chloroïdes et pour Thydrogène , lorsque Toxygène les remplace. Cela tient à ce que les poids atomiques des chloroïdes, de l'hydrogène et de loxygène sont déduits de leurs poids spécifiques à l'état de fluide élastique, et dé ce qu'il faut constamment deux volumes de ces corps gasem^ p6ur en remplacer un d'oxygène dans les combinaisons.
L'isomorphisme par substitution, qui n'est qu'une dépendance de l'isodynamie , est employé de la même manière et plus avantageusement encore pour déterminer les poids dits Atomiques. Est-il besoin de dire que Tisomorphisme direct sert pour déterminer les poids relatifs des atomes , lorsque la condition principale de l'isomorphisme exige le même nombre d'atomes dans les composés qu'il affecte.
a64 TttBO&IKS CHIMIQUES.
4o La caloricité spécifique des corps est employée pour déterminer le nombre des atomes* Le nombre des atomes renfermés dans des poids égaux de diverses matières est proportionnel à la caloricité spécifique de ces matières; mais, en général , comme par cette métbode on cherche leur poids plutôt que leur nombre , on peut y arriver pour les corps âémentaires, en divisant le coefficient de chaleurs spécifiques ou 37,5 par les chaleurs spécifiques correspondantes. La même chose peut avoir lieu pour les corps composés, mais cela n'est point admis généralement (f^« p. io8 et suiv.).
Soit par exemple le poids atomique du cuivre à déterminer:
Zi 5 o,oq49 ^^ la chaleur spécifique de ce métal, et — ^^ = SgS,
poids atomique du cuivre *, mais cette méthode ne donne souvent que des nombres approchés. On est obligé de les déterminer exactement par d'autres moyens. Comme souvent on peut douter du poids réel des atomes, la méthode précédente passe pour les fixer d'une manière indubitable.
5° Les poids spécifiques des fluides élastiques permanens sont employés comme il a été dit dans le paragraphe précédent. Il est inutile d'y revenir. Seulement il est bon de remarquer que l'on avait d'abord pensé que les poids spécifiques étaient toujours proportionnels à ceux des atomes ; mais on a été obligé de renoncer à cette idée qui ne pouvait soutenir le moindre examen.
6° Si l'opinion de Prout (f^ p. 4^) pouvait être démontrée convenablement , elle donnerait aussi un moyen de déterminer les poids atomiques des corps. Il suffirait pour cela d'avoir déterminé le poids d'un d'entre eux avec beaucoup d'exactitude, et de savoir dans quel rapport simple il doit se trouver avec les poids des autres corps. Par exemple , si l'oxygène avait un poids atomique seize fois plus fort que celui de l'hydrogène, loo étant le poids de Toxygène, il suffirait de le diviser par i6 pour avoir celui de l'hydrogène. Cette hypothèse donnerait 6,a5 pour ce poids, l'expérience a donné 6,aa. On voit que ces deux nombres sont excessivement rapprochés 'y mais l'hypothèse de Prout ne peut servir pour cor* riger la donnée expérimentale ; car cette hypothèse est elle-* même fondée sur la donnée expérimentale.
THiO&IB ATOMIQVB. 26S
L'aaote devrait être les { de l'oxygène , ou 87,5; l'expë* rience a donne 87,9. .
■ Le carbone devrait avoir pour poids atomique les trois quarts de celui de l'oxygène, ou 75. Les expériences les plus pr&ises ont donné le même nombre.
Les nond>reuses applications de la théorie atomique à la chimie, les lois qu'elle a fieiit découvrir, la simplicité admirable avec kquelle elle donne l'explication des faits , l'ont placée au premier rang des théories spéculatives. En effet aucune théorie connue de ce genre n'a permis d'obtenir d'aussi grands résultats.
Cependant cette belle théorie est devenue insuffisante. Des faits du premier ordre sont en contradiction avec elle. Tontefois, ces faits ne sont qu'en contradiction avec la théorie, telle qu'elle a été développée, et ils ne le sont nullement avec l'exis* tence des atomes.
Les principales objections k la théorie purement atomique découlent principalement de l'isomorphisme, des substitutions et de l'existence des radicaux composés. Ces trois séries de faits qui sont de la plus haute importance aujourd'hui , viennent se réunir au même point pour la condamner. Elles découlent encore de ce que les moyens qu'on avait crus les plus sûrs pour déterminer les poids relatifs des atomes donnent presque toujours des poids différens, lorsqu'on les emploie simultanément.
Dès la découverte de l'isomorphisme, on s'était aperçu que l'ammoniaque donnait naissance à des composés parfaitement isomorphes avec ceux qui renferment de la potasse. Le cyanogène , corps composé , se comporte comme les chloroïdes que Ton regarde comme simples. Des corps d'une composition évidente viennent donc s'unir chimiquement comme s'ils étaient simples, ou, si l'on veut, plusieurs atomes se conduisent exactement coomie dans les cas où l'on n'en suppose qu'un seul. Il découle donc de ceci que l'on peut affirmer qu'il y a plusieurs atomes là où l'on n'en suppose qu'un, et que ce que l'on a pris pour un atome simple se trouve être un groupe moléculaire.
Les radicaux composés qui jouent les rôles isodynamiques qui sont attribuéf^ f^ux élémens chimiques , l'ammonium qui
%66 thAoeibs GUMiqms.
remplace les métaux et l'hydrogène lui-même qai entre dans sa composition, le cyanogène qui joue le rôle des chloroïdes^ l'azotide qui joue le rôle de l'oxygène^ le bei|zoïle, le cintiamyle qlii se comportent comme des élëmens chimiques, sont k pour nous dire que les prétendus atomes sont encore des mo*" lëcules.
La substitution de tous les corps isodynainiques, simples on composés ^ vient expérimentalement nous déùiontret ce que l'analyse avait donné. Les atomes sont des groupes moléculaires (fT. Tisodynamie, p. 53; l'isomorphistae , p. 19 *, F. la loi générale de lacaloricité spécifique des corps, p. iia]^.
Les divers moyens employés polir déterÉttitier les poids relatifs des atomes donnent aussi lieu à de graves objections contre la théorie purement atomique ; car, si ces moyens ont réellement quelque relation avec la constitution des corps, comment se fait-il qu'ils donnent des résultats discordans ? Il faudrait conclure de cette observation ott que ces moyens ne s'appliquent point aux atomes , ou que ce que l'on a pris pour des atomes étaient des masses variables, et, par conséquent, éminemment divisibles* Dans le premier cas, la théorie atomique ne serait point appuyée convenablement par l'expérience ; dans le second, elle n'existe pas.
On trouvera dans le tableau suivant une suite d'exemples qui pourront confirmer ce qui vient d'être avancé.
THÉOKlis AtÔMIQTJK. a6y
U) POroS DÎTS ATOMIQÏÏBS ptPPITS PB «
cWiniqu*». *la«J<ia«i. n>«rtliqw.
Iode i579 7»9 3^4
Fhxm^han ...... Sga 399 98
io^eoic. 940 940 470
Tellare 802 » 40X
Argent . i35i ^ 67$
Aatimoine 806 ^ 806
Soufre. aoi 6o3 aox
Fer 339 » 339
Niekftl .....*. 869 , • 3«9
Caivre 395 » 395
Zinc . 4o3 » 4o3
Elain 7^5 • 735
FlaliiM i»33 » xa33
Or ia43 • ia43
Mercure ia65 633 <a8S
Ploinb • 1^94 3* ia94
BboHith x33o » i33o
Azote. j 177 ^ifi i3a
Hydrogène, j (9). . . ïa d,a5 9
Qijgène. ) ^00 lOo x5o
Carbone 7^ * t^o
A l'inspection de ce tableau, on voit que leâ trots moyens rénnis : les proportions cbimiques , la caloridté spécifique et la densité des fluides élastiques^ne donnent pas une seule fois le même résnltat ; mais qne , dans tous les cas, il existe un rapport simple entre les nombres donnés par ces diverses métho* des. Quand on compare le résultat donné par la caloricité des corps à celui des proportions cbimiques, on trouve cinq rapports différens pour vingt*et-un élémens chimiques seulement. En prenant pour unités les nombres donnés par les proportions chimiques , et en les comparant à ceux que donnent les capacitës pour la chaleur, on trouve les rapports suivans : i : 1/4 (iode, phosphore); i : x/a (argent, tellure, arsenic); x : 3/4 (hydrogène, azote); t : t (antimoine, soufre, cuivre, nickel,
(i) Tous ces poids sont calculés sur ceux que donnent les proportions chimiques, afin de les rendre plus comparables. Sans cela, les écarts dus i rezpérieoce avraieot empêché que l'on saisit fîacilemeat les rapports des nombres donaés par les tvais méthodes indiquées.
(3) Malgré Taccord qui semble régner entre les poids moléculaires des gaz élémentaires^ déterminés par la caloricité spécifique, je doute de leur réalité : on ne saurait affirmer que Ton ait jusqu'à présent déterminé avec exactitude la caloricité spécifique d'un gaz quelconque par rapport à Feau.
U6S THÉORIES GHIMIQUK8.
fer, zinc, «?tain, platine, or, mercure, plomb); i : i 1/2 (oxygène, bismuth ) ; i : 2 (carbone).
Le résultat obtenu par les poids spécifiques des fluides ëlas- ' ti(|ues, compare à oàm des proportions chimiques, donne les rapporta suivans : i : 1/2 (iode, brome , mercure^ hydrogène, azote, chlore); i : i (o)(ygène); i : 2 (phosphore, arsenic); I : 3 (soufre).
La discussion qui précède et les résultats enregistrés dans le tableau précédent ne laissant pas le moindre doute que les corpuscules que l'ou désignait sous le nom d'atomes ne soient des masses susceptibles de division et qui se présentent le plus souvent à nous avec des poids multiples les uns des autres, selon le nombre des parties qui les forment. Cette manière d'envisager les phénomènes conduit à une théorie plus large et plus en harmonie avec les faits acquis à la science.
Vers la fin de i833, j'ai publié une introduction à l'étude de la chimie par la théorie atomique. En terminant cet ouvrage, j'ai annoncé que l'on cesserait prochainement de représenter la composition des corps par la théorie des atomes ; et qu on le ferait uniquement par la théorie des équivalens qui est purement expérimentale. Aujourd'hui les faits sont accomplis ; presque tous les chimistes, poussés par la nécessité , ont adopté exclusivement la théorie des équivalens qui est plus large et plus convenable. Il ne faudrait point conclure des faits précédens que la théorie des atomes doiye périr. Gela ne saurait être ; mais elle a grandement besoin d'être modifiée. £a m'occupant de la théorie générale de la constitution des corps et de la chimie, je m'efibrcerai de mettre la théorie corpusculaire au niveau des connaissances actuelles.
