LOIS D’AMPÈRE ET D’AVOGADRO

Les conséquences à tirer de ces faits ont une haute portée et les lois de Gay-Lussac sont la clef de voûte de la théorie atomique.

39. Lois d' Ampère et d’Avogadro. — Si l’on admet avec Dalton que les proportions en poids suivant lesquelles les corps se combinent représentent les poids relatifs des atomes, il est logique de tirer une conséquence analogue des lois de Gay-Lussac et d’admettre que les volumes qui se combinent représentent autant d 'atomes. L’atome étant indivisible, il ne pourra entrer en combinaison moins de 1 atome, soit moins de 1 volume, représentant cet atome. Les molécules ne peuvent donc résulter que de l’union de 2 volumes au moins.

En outre, il ressort du tableau précédent que toutes les molécules gazeuses occupent le même volume dans les mêmes conditions de température et de pression, et que ce volume est 2, l'atome d’hydrogène occupant 1 volume. C’est là la loi d’Avogadro, qui a encore énoncé la même idée en disant :

1 Volumes égaux de tous les gaz ou vapeurs renferment le même nombre de molécules .

Si les atomes de tous les corps simples occupent le même volume, comme Ampère l'a exprimé, il en découle nécessairement que le poids de ces volumes égaux ou la densité doit représenter

Ile poids de ces atomes. Ce poids atomique est donc proportionnel à la densité du corps, à l’état gazeux, et si l’on choisit pour le poids atomique et pour la densité la même unité, leur valeur sera exprimée par le même nombre.

L’unité à laquelle on rapporte les poids atomiques est l’hydro- . gène, qui possède le poids atomique le plus faible ; prenons donc aussi l'hydrogène comme unité de densité des gaz et des vapeurs, au lieu de comparer ces densités à celle de l'air, comme on le fait le plus souvent (1) et nous remplirons cette condition; le tableau ci-dessous montre la rigueur de cette déduction.

(1) Connaissant la densité d’un gaz par rapport à l’air, il suffit, pour la rapporter a 1 hydrogène, de la multiplier par le rapport = 14,44 de la densité de l’hy-

drogène à celle de l’air.

INTRODUCTION

Densités

Densités

Poids

par rapport à l’air.

rapportées àHni,

atomique.

Hydrogène

Oxygène

Azote

Soufre (vapeur à 1000°)

Chlore

Brome en vapeur

Iode (vapeur à 445°). . .

La proposition d’Ampère est d’accord avec ce fait que tous les gaz et vapeurs obéissent, dans une certaine limite, à la loi de Mariotte et qu’ils possèdent tous le même coefficient de dilatation. Néanmoins, énoncée comme l’a fait Ampère, elle offre des exceptions nombreuses : certaines vapeurs de corps simples ont une densité double du poids atomique ; d’autres une densité moitié. Le phosphore et l’arsenic sont dans le premier cas; le mercure, le cadmium et sans doute la plupart des métaux, dans le second cas :

Densités de vapeur Dens. de vapeur Poids

Double densité

air = 1.

atomique.

ou poids moléculaire.

Phosphore

127,8 (4 atomes).

Arsenic

306 (4 atomes).

Mercure

H3,8i(l at0me)'

Cadmium

Les molécules sont des assemblages d’atomes et on a vu qu’elles occupent toutes le même volume, soit 2 volumes si 1 atome d’hydrogène, de chlore, etc., occupe 1 volume, et leur poids est égal à la somme des poids des atomes qui la constituent ; quant à la densité à l’état gazeux, ou le poids de 1 volume, elle est évidemment la moitié du poids moléculaire .

Si Ton envisage les corps simples libres comme formés euxmêmes de molécules occupant, comme celle des corps composés, 2 volumes de vapeur, le poids de ces molécules devra être le double de la densité. On trouvera ainsi que les molécules des corps simples du premier tableau sont formées de 2 atomes (le double de la densité de l’azote, par exemple, ou son poids moléculaire est 28, le poids de 2 atomes).

Si nous doublons la densité des corps qui font exception à la loi d’Ampère, nous aurons les poids moléculaires de ces corps inscrits dans la dernière colonne du second tableau. Cette double densité est très sensiblement le quadruple du poids atomique,