CONSTITUTION DES CORPS

OU

STATIQUE COEPUSGULMEE.

Depuis un grand nombre de siècles lliomme a fait des efforts, tantôl heureux, tantôt stériles, pour se rendre ooniple de la constitution intime des corps. Mais ce n'est cpie très lentement et par le concours des lumières de plusieurs sciences quil a pu parvenir à quelques résultats. Encore est-il que ce que l'on sait aujourd'hui est bien loin de ce que l'on est en droit d'espérer.

Atomes. — La divisibilité des corps, la propriété qu'ils pos«sèdent de se dilater ou de se contracter par des variations de température, les formes si remarquables qu'ils affectent par la cristallisation , les phénomènes optiques qu'ils présentent et une foule d'autres propriétés non moins remarquables, oon"dulsent à regarder ces corps comme formés de parties tenues à distance et maintenues en équilibre selon certaines lois* Mais quelles sont ces parties ? quelles sont ces lois ?••• Il y a environ vingt- deux siècles que Leucippe, philosophe grec, cherchant à se rendre compte de l'existence et de la formation du monde, imagina que tous les corps étaient formés de parties indivisibles réunies en groupes dans l'espace. Il donna a ces corpuscules le nom à^atomes qui exprime si bien leur insécablllté (i). Cette théorie fut oubliée et reproduite un grand nombre de fois. Les physiciens modernes Tont généralement adoptée, et dans ces derniers temps elle a été appliquée à la chimie d'une manière imparPaltc, il est vrai, mais qui a conduit à des spéculations élevées qui ont servi à lavancement de la science.

De l'étendue des corps sous trois dimensions et de leur divblblllié on peut conclure dune manière indubitable que lexlstencc des atomes est bien fondée. En effet, si l'on suppose un corps quelconque étendu et limité, comme ils le sont

(i) De a privatif et de Tcpivttv , couper. Atome veut dire indivisible ou io* SL-cable.

loi

des ooipK. Aspère ât : 4 F «jyelVe

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pBC^ oêzxxmtFBC par Iji enlre ia âhisiaii mécnùçae rt lu àJTÎ-

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lO GOKSTITUTIOH DBS GOEPS.

sîon chimique ; celle-là ne donne jamais que des parties semblables^ quant à leur nature, à la masse dont elles sont extraites ; celle-ci , au contraire, donne des parties élémentaires toujours diflférentes de la masse dont elles proviennent.

Le clivage (i) qui s'opère dans les corps cristallisés indique que la particule doit être un polyèdre d'une-'forme déter* minée pour chaque substance , et que c'est l'assemblage de ces petits polyèdres qui produit les cristaux. Il résulte de cette agrégation qu'il y a une relation géométrique entre la forme des particules et celles que les cristaux d'une même substance peuvent affecter.

Malgré tous les faits qui s'accumulent pour démontrer l'existence des particules, j'ai peine à y croire, et même je puis dire que je la repousse entièrement, et voici les raisons sur lesquelles je m'appuie : Certaines substances possèdent jusqu'à trois ordres de clivages à-la-fois, et chacun d'eux conduit à un polyèdre différent. Quel est dans ce cas celui qui représente la particule? ou bien un corps peut-il avoir à-k-fois plusieurs sortes de particules? ou bien la particule est-elle le dernier solide qui résulte de tous les divages réunis? En adoptant cette dernière opinion, qui serait la seule fondée, on a encore à se demander combien il faut de molécules pour constituer une particule? On ne peut répondre à cette dernière question et l'on sent fort bien qu'elle suffit pour démontrer que les particules n'existent point.

Le clivage des corps cristallisés est la conséquence immédiate de la position relative des molécules, il en fait connaître les lits si l'on peut s'exprimer ainsi. Partout où il passe, il s'opère entre les molécules, et, entre un clivage et le clivage voisin, il peut n'y avoir de différence que l'épaisseur d'un lit moléculaire. S'il en était autrement les particules deviendraient elles-mêmes de véritables molécules formées par la réunion de molécules d'un autre ordre. Quoiqu'il en soit, sans accorder aux particules toute l'importance qu'on semble devoir y attacher au premier abord, il est utile d'en conserver la notion, et dans le courant de cet ouvrage, elles seront considérées

grandeur unie pour exister. Ampère aurait dA dire : exclusivement ou extrême^ ment petite y pour être exact.

( I ) DivbioQ mécanique opérée dans les joints naturels des cristaux.

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Flisieiira cristaux, on ii«i ((ioM|mia t»* hmi hh4« Uo hmUw^, A—eut naissance à dt^ê irt^mU-^t li»;^ ria«»<U4M*4t«>^ »lf. ^H-vl^tu «Dt généralement creux ^ ^u ii^^tUn» ti uh hhh^^ ^ |/MMjf/iiJ DDe relation de (ormi: ft^tt: ij^lltt #!/.# h^uiui4é.

Les gros cristaux ^ju/r Von hUi^oi tUtta k^ Liin>*h/>r^ a'

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Za GONSTITUTIOIC DES G0EP8«

eaC relative et que l'on a appelée successivement théorie ato-' mistique et théorie atomique.

Relation des formes corpusculaires. — - En résumant ce qui précède, on trouve que les atomes concourent à la fonnation des molécules de plusieurs ordres ; que celles-ci donnent nais^ sanceaux/7affi(?tt/ej/queles particules constituent les cristaux; que ceux-ci se réunissent quelquefois en trémies. Et que, epfin , on doit entendre par corpuscules tous les élémens qui constituent les corps tels que nous les observons.

Il découle de l'observation des faits qu'il existe un rapport géométrique et déterminé entre la forme des trémies et celle des cristaux ; mais cependant que ceux-ci peuvent avoir des formes très différentes de celle des trémies. Les divers cristaux d'une même substance peuvent se présenter à nous sous des formes très variées; mais, s'ils sont clivables (i), ils donnent tous , quelle que soit leur forme , une même particule par la

peut donner les noms luW ans , la première particule numérique étant relalive & la nature des axes , et la seconde Tétant à leur nombre.

Crutanx dont les axes de même |

natare .ont tous égaux, ou f Monaxiques, Isoaxiqoes.

cnitiox a une seule sorte 1 ^ ^

d*axes prineipaox . . . . /

Cristaux à deux sortes d'axes ( n:..:»»^ principtax. | D-'iV"'

Cristaux à trois sortes d*axes ' principaux.

I Trîaxiqucs.

Didiixiqnet.

Ditriaxiqoes.

Trihortaxiques.

Triclinhortaxiques.

Triclinaxiques.

On peut supprimer certaines particules numériques dans quelques-uns des noms précédons sans nuire à rintelligence des faits, et l'on a alors les noms suitansquej*adopte, et dont je donne la synonymie comparée avec les noms ouïes phrases les plus usités.

Système isoaxique. Système eubîque.

— didiaxiqne. •— - prismatique à bases carrées. ^ ditriaxique. — rhomboédrîque.

— bortaxique. -— prismatique à basses rectangulaires et sys-

tème rbombique.

i— eliaborlaxique. — prismatique droit à basses de parallélo-

grammes obliqu^angles.

— clinsxique. — du prisme oblique à basses de parallélo-

grammes obliqu'angles.

Les mots préoidens ont pour racines : Iccç, égal; JL^uv, ase; Aùo, deux; Tpslc^ trois; Op6b< droit et KXivs* j'incline. (i) Division mécanique opérée dans les joints naturels des cristaux.

GOHSTITUTIOR XOI.iGVLAX|iB. l3

division mécanique : ainsi donc les particules , sont à l'ëgard des cristaux , ce que ceux-ci sont à Tégard des trëmies : elles présentent toujours avec eux une relation géométrique parfaitement déterminée ; mais les formes réelles qu'elles affectent penyent aussi être très différentes de celles des cristaux. Par exemple : des particules cubiques, comme celles de la galène, peuvent donner naissance à des cristaux oclaédriques ou dodécaédriques. De cette observation si simple on est conduit à penser que les molécules des corps doivent avoir une relation géométrique avec les particules, les cristaux et les trémies qu'elles forment, mais qu'elles peuvent fort bien être constitnées tout autrement que les particules.

Les molécules quaternaires j ternaires et secondaires (i), dobent paiement avoir deh relations géométriques avec les molécules du premier ordres mais ces relations sont d'un autre genre que celles qui existent entre les corps précédens. Quant aux atomes, il n'est pas nécessaire qu'ils aient aucune relation de forme avec les molécules : c'est leur nombre et leur disposition relative qui détermine le type de la molécule.

La, nature des axes et leur disposition relative sont les seules choses^ sous le rapport de laforme^ qui soient communes à toutes les parties constituantes des corps cristallisés.

Types moléculaires. — Lorsque les parties qui constituent les molécules sont en même nombre et disposées de la même manière , on dit que ces molécules appartiennent au même tfpe.\in type moléculaire est doue une espèce de système cor-* pnsculaire déterminé par le nombre et la disposition des parties qui le constituent.

Constitution moléculaire. — 11 résulte de ce qui précède qu'anc molécule déterminée est un système corpusculaire qui se trouve défini sous le rapport du nombre^ de ïarrangement et de la nature des parties qui le constituent.

La forme des molécules est essentiellement déterminée par le nombre et l'arrangement de la partie qui les constituent ^ niais on comprend facilement que la distance de ces parties puisse varier en raison de leur nature particulière et peut être en raison de leur poids , et qu'il doit en résulter des diffé-

(i) Utt quatrième^ du lnusième et du second ordre. Ceci etl relatif aui mole* culcs eontenoes les unes dans les autrU^V. la figure, p« aa).

k6 CONSTlTin'tOK pss GO&n.

prendre par ce peu de mots Pimportance quUl faut attribuer au nombre des parties élémentaires des molécules (Voyez Combinaison chimique^

ISA&XTHMIE»

Lorsque les molécules sont constituées d'un égal nombre de parties du même ordre j sans tenir compte ni de leur disposition relative y ni de leur nature , elles donnent lieu & une classe de corps que je désigne sous le nom d*isarithmiques (i). Les corps de cette classe ne diffèrent des corps isotomiques que parce que les parties qui les forment sont de même ordre, et que ces corps peuvent toujours être représentés par ww formule chimique semblable.

Un corps ne peut pas être isaritbmique sans être en même temps isotoiiiique; mais des corps peuvent être isotomiques sans être isaritbmiques : ainsi les aluns potassique et ammo^ nique déjà dtés sont isotomiques et ne sont point isarithmiques, parce que leurs formules ne peuvent être représentées par le même nombre de corpuscules chimiques ; il en est de même du cblorbydrate ammonique et du cblolure potassique.

Le nombre absolu de corpuscules chimiques entrant dans une formule ne caractérise pas non plus toujours les corps isaritbmiques, il faut qu'avec cette condition les corps présentent d'autres analogies de constitution, par exemple : Tisotomie est une condition essentielle de leur nature.; ainsi l'alcool peut être représenté par Ct Hs 0 = 6 molécules élémentaires, et les sulfates le sont par S O4 A , représentant un même nombre de ces molécules ; mais cela ne veut pas dire que ces corps soient isaritbmiques, parce que rien ne prouve l'analogie de leur constitution. En un mot, la constitution des corps isarithmiques est la même jusque dans les molécules secondaires , et il peut n'en être point de même des corps isotomiques.

Les groupes des corps suivans sont isaritbmiques :

2A M onoxydet. Mooosulfures.

XA Chlorares. Bromures. lodures.

SsA, Sesqui-oiydes. Sesqui-salfures. Scsqui-sélémurei. Acide aioteux» Adde phosphoreux. Acide arsénieux. Acide aotimonieux.

(1) De Içoc égal et d*JLpi0fb^ nombre : en nombre égal.

I80MOEPHI8MB. ly

1\W^ Solfiitcs. Snlibiiilfiites. Sélénktes. Cbromiles. MaDganttci. Molybdales.

Tnnfrtata. Tanadalct. Snlfomolybdates. Sulfolimgstages, etc. * X« TA AioUtes. Métaphosphates. Arsèniates. AntimoDiatas. Chlorates. BrAmatei.

Ibdates.

Xs TA Hypcrchlorales. Hyperbrdmates. Hyperiodales. Hypermanganates. Xs TA Titanatcs. Siannates. Carbonates.

X4 TA Spînelle. Zeilanile. Galmite. Aimant. FraDklinite. Eisencfarome. Grenat. S« XAgs Argyrytbrose. Proastite.

Si à ridée du nombre des parties constituantes des mol^ cnleS) qui seul a suffi pour donner lieu aux corps Uarithmiqaes, on joint celle de leur arrangement, on arrivera à priori k k connaissance de Pisomorphisme et de l'isomënie , et l'on verra que )a notion du nombre des parties des molécules devait nëcessairement précéder celle de leur disposition relative.

ISOHOUHISMS.

Si Ton suppose un système moléculaire , déterminé sous le rapport du nombre et de l'arrangement de ses élémens constitiians, on conçoit facilement la possibilité d'en remplacer une partie on la totalité même par des élémens d*nne autre na* tare, sans que ce système cesse pour cela d'appartenir au même type. En un mot, on conçoit que le nombre et Tarrangement des élémens d'un système moléculaire sont indépendans de la nature de ces élémens. On conçoit bien encore que les cristauxi formés par la réunion de molécules ainsi constituées, pourront appartenir tous au même système , et que , par conséquent, la forme affectée par les corps cristallisés dépend plutôt du nombre et de la disposition relative des parties qui Içs constituent, que delà nature àe ces mêmes parties. Cette supposition, déduite delà théorie corpusculaire, est parfaitement en barmonie avec les faits.

M. Gay-Lussac a observé que l'alun potassique et l'alun am<* monique pouvaient successivement concourir à la formation d^un mime cristal | M. Beudant a vu que des substances cristallines pouvaient se mélanger en plusieurs proportions lorsqu'elles cristallisaient dans le même système, comme les carbouates de cbaux et de magnésie^ et que, dans certaines circonstances , une substance appartenant à un système déterminé, forçait une substance appartenant à un système différent, à cristalliser comme elle ; ainsi le sulfate de fer qui appartient au T. I, a

20 GOnSTITUTION DES CORPS.

l'état de fluide élastique et condensés de la même manière , étaient susceptibles de risomorphisine. C'est ainsi qu'il pense que la karsténite ou sulfate de cbaux anhydre est isomorphe avec l'arragonite. Pour cela, il se fonde sur ce que Toxyde de carbone C O et Tacide sulfureux S Os , supposés à volumes égaux 9 se combinant à une même quantité d'oxigène s«ns chan* ger de volume, il en résulte, d'une part de l'acide carbo-» nique, et, d'autre part de facide sulfurique, qui seraient constitués de la même manière et seraient susceptibles de don*, ner naissance à des corps possédant la même forme cristalline, comme cela aurait lieu par leur union avec la cbaux (i). M. Persoz veut encore que le carbonate de soude G Os , Na O, lo H O, le sulfate de soude S Os, Na O, loH O, et le borax prismatique (Bt Os)s, Na O, lo H O, soient isomorphes.

La suppodition de M. Persoz qui est yraie pour des cas particuliers , ne peut être admise d'une manière générale : d'abord, parce que la plupart des combinaisons étant fixes, on n'encon» naît nullement le mode de condensation, et parce que, même pour les corps aériformes, il y a un grand nombre d'exceptions, qui résultent de ce que les vapeurs occupent des volumes qui ne sont pas toujours équivalens , comme cela est évident pour un volume de vapeur de soufre qui correspond à trois volumes d'oxygène.

Dans la théorie qui admet que les fluides élastiques placés dans les mêmes conditions de pression et de température , ren« ferment des nombres égaux de molécules sous des volumes semblables, et en appliquant aux molécules des corps, quelque soit leur état , ce qui a été dit pour le mode de combinaison des fluides élastiques , la pensée de M. Persoz pourrait être foiw mulée d'une manière beaucoup plus générale en disant : tous les corps dont les molécules se combinent dans le mime rapport numérique et en subissant le même mode de contraction^ sont sus» ceptibles de tisomorphisMe, quelque soit d*ailleurs Fordre plue ou moins compliqué des molécules.

Si cette proposition est vraie , elle mérite la plus grande at« tention de la part des physiciens et des chimistes, car elle a

(i) jinm, «Ê9 eh. eidepfys,^ t. 60, p. tiS^ el suiv, IntroJitetton à Vètwl^ de k chimie mpUcuhire, Paris, 1839.

ISOHOEPHISMB. ai

tntt à nn des plus importans problèmes de la statique molëculaire. ToatefoiS| elle ne rend point encore compte de tous les faits ; car on sent très bien , d'après Tezemple cite plus haut , qa'one molécule de soufre en vapeur, étant susceptible de jouer le même rÂle que trois molécules d'oxygène , ne donnera pas lien aux mêmes condensations que les molécules de ce gaz« et qae y cependant les produits obtenus par la combinaison de chacun de ces corps pourront être exactement du même ordre, comme on en a un exemple dans la vapeur d'eau et dans le gaz sulthydrique : nn volume de la première résultant d'un volume d'hydrogène et d'un demi-volume d'oxygène; tandis qu'un volume degazsulfhydrique, dont on a tout lieu de penser que la constitution est la même que celle de la vapeur d'eau, est formé d'un volume d'hydrogène et seulement d'un sixième de volume de vapeur de soufre. M. Persoz qui a senti cette difficulté, se fonde toujours sur un volume hypothétique qui , pour le soufre , serait le tiers de ce qu'il est réellement.

Il découle de ce qui précède que , si l'explication donnée par M* Persoz, convient à l'isomorphisme, elle est insuffisante , parce qu'elle ne prévoit en aucune manière les modifications qui peuvent être apportées dans l'état moléculaire des corps par le polymorphisme ou par l'isomérie.

Depuis long-temps je m'étais occupé de la difficulté que présente l'isomorphisme , et j'ai été conduit à considérer les corps isomorphes comme des corps susceptibles d^affecter la même foni$e^ parce que leurs molécules sont formées d*un mime nombre de parties disposées de la même manière ^ en rejetant complètement le mot atome qui ne convient nullement à cette définition. Cela m'a conduit directement à la découverte de l'existence des molécules secondaires dans l'intérieur des molécules primitives , et cette observation est une des principales preuves quel on puisse donneràrappuideleurexistence.Eneffet,siron suppose des molécules ayant la forme d'un cube, par exemple, on conçoit très bien qu'elles pourront toujours conserver le même mode d'arrangement les unes à l'égard des autres, et qu il en pourra résulter des cristaux semblables, soit que chacun de leurs angles se trouve occupé par un atome élémentaire j soft qu'il le soit par plusieurs atomes représentant par exemple huit tétraèdres ou huit peti(s cubes , disposés de telle manière que chacun d'eux occupe un des angles* Celte

A4 GOirSTlTUTIOlT DES GOEP8«

^^alement bien parallèleineiit aux faces d'an octaèdre, et parallèlement à celles da dodécaèdre rbomboîdal. Ces diffërences dans la netteté et la direction des clivages n'indiqaent point un mode d'agrëgation différent , mais elles indiquent bien certainement que la ténacité n*a pas la même intensité dans tons les sens où les clivages sont possibles, et cette différence qui tient & la nature même des corps ne doit passe rencontrer dans les cristaux isomorpbes du système isoaxique. Par cette raison il serait impossible d'aiBrmer que le sel gemme et la fluorine fassent isomorphes, quoiqu'ils cristallisent dans le même système et quoiqu'ils soient représentés par une formule sem* Uable; car ces corps ne présentent pas les mêmes genres de clivages.

Une pareille distinction ne parait point pouvoir être établie pour les corps cristallisés appartenant à d'autres systèmes que l'isoaxique.

On verra plus loin que les considérations qui découlent du volume des particules des corps qui cristallisent dans les mêmes systèmes méritent aussi un intérêt tout particulier.

Les lois de Newton relatives à la gravitation ne paraissent point être applicables à l'attraction moléculaire; car, il est éminemment probable que les molécules, & cause de leur proximité, ne peuvent être considérées les unes à l'égard des autres comme étant réduites à* un point qui serait leur centre de gravité. On sent que leur forme doit avoir une influence telle que l'attraction ne s^exerce point avec la même intensité dans la direction des axes de différens ordres, et que ce soit là précisément la cause qui fasse que les clivages puissent s'opérer dans un sens déterminé plutôt que dans un autre.

L'harmonie parfaite qui existe entre les corps isomorphes du système isoaxique ne se rencontre plus chez ceux des autres systèmes. Dans les cristaux du système isoaxique, l'égalité des axes et leur position relative ne peuvent changer sans qu'ils cessent d'appartenir à ce système. Les cristaux des corps isomorphes des autres systèmes cristallins présentent des différences sensibles dans les dimensions de leurs axes , et par suite des différences dans l'incidence de leurs faces. Il est évident d'ailleurs que ces différences peuvent exister sans qu'ils cessent d'appartenir aux mêmes systèmes, pourvu qu'elles ne portent point sur des axes qui doivent nécessairement

ISOMÉEIB. aS

avoir les mêmes dimensions : ainsi le rapport des dimensions dePaxe principald'un rbomboèdre ou d'un prisme droit à bases carrées aux axes secondaires peut varier, sans que pour cela la condition des rbomboèdres et des prismes h bases carrées soil cbangée; mais il en serait tout autrement si les rapports des axes secondaires entre eux venait à varier : il en résulterait nécessairement des systèmes différens.

Le tableau suivant indique les inégalités qui ont été observées entre les angles de quelques cristaux isomorpbes.

Cristaux rhomboédriquei ou ditriaxiquet»

Carbonate mangaDique (diallogite)

xo3* •

— calcîque (calcaire)

io5* 5*

— ' cale, et magnésique (doloime)

io6« iS'

— nagiiésique (giobcrtite)

— ferrique (sidérose)

lo7* »

— aiucique (smilbsonitc)

Carbonate calcique (arragonite)

xi6* ff

— plombique (oéruse)