DENSITÉ OBSERVÉE

calculé.

Argent

Ag + SO,

5,34 Karsten.

Cuivre

Cu +SO3

3,53 Karsten.

Zinc

Zn + SOj

3,40 Karsten.

Chaux

Ca+-S03

2,96 Neumann ; 2,93 Karsten.

Magnésie..

Mg+SOa

2,61 Karsten*

Soude

Na+SOj

2,46 Mohs ; 2,63 Karsten.

La densité de quelques sulfates ne peut être expliquée dans la sup-

CONSTITUTION MOLÉCtjLAIBE. 257

position ou le volame spécifique du radical SO3 serait égal à 236. M. Kopp pense qu'il y a deux modifi cations de sulfates qui n'ont pas la même constitution d'après les volumes. En effet, dans la première de ces modiOcations , le radical SO4 est contenu dans la densité avec un volume spécifique égal à 236 ; dans la seconde , il doit l'être avec an volume spécifique égal à 1 86. Bans cette dernière modification se trouvent compris les sulfates de plomb , de baryte , de potasse et de strontiane.

M. Kopp s'est livré au même examen pour les chromâtes, les tungstates et les chlorures , avec un égal succès.

Pour les chromâtes, il faut supposer le volume spécifique de CR03 = 228; pour les tungstates , celui de W03=244. Pour les chlorures , il y a deux modifications ; dans Tune , il faut supposer que le radical CI2 a un volume spécifique égal à 196 : cette modifica- ' tion comprend les chlorures d'argent, de plomb, de baryte et de sodium; dans la seconde modification , il faut supposer le volume spécifique du radical Cl, égal à 245.

En continuant ainsi , on parvient à expliquer la densité de presque tous les sels connus , à l'aide d'un petit nombre de suppositions. M. Kopp s'est occupé ensuite de la constitution du volume spécifique des oxydes , et en premier lieu , de ceux que l'on suppose contenus dans leurs combinaisons avec leur volume spécifique primitif. En supposant le volume spécifique de l'oxygène contenu égal à 32 , on peut expliquer la densité des oxydes qui appartiennent aux métaux suivants : antimoine, bismuth, cadmium, cobalt, cuivre, étain, fer, manganèse , mercure , molybdène , plomb , titane , zinc. 11 y a désaccord avec le calcul seulement pour les protoxydes d'étain et de manganèse , l'oxyde de molybdène et le peroxyde de plomb , composés pour lesquels les expériences ont été faites depuis longtemps.

Les oxydes d'antimoine , d'étain et de chrome , exigent que l'on prenne 64 pour le volume spécifique de l'oxygène.

Enfin , il existe d'autres oxydes , tels que 2 Cu,0 , 2 Hg,0, Ag, 0 , qui exigent que l'on prenne 64 pour volume spécifique de l'oxygène.

M. Kopp a expliqué de la même manière la densité des combinaisons du soufre , de l'arsenic , etc. , avec les métaux.

La méthode à l'aide de laquelle on a déterminé le volume spécifique des corps et qui a servi à trouver les lois que nous venons d'exposer, n'est pas à l'abri de toute objection. En effet, on a pris pour ce volume le quotient du poids atomique par la densité ; mais comme celle-ci varie avec la température , ce quotient subit des variations correspondantes, de sorte que l'on n'a pas le volume spécifique absolu.

Cependant , i^i les, v£^atiûn3 de teiçij^ratu^e dans des lie^t^ %$^^ éteud^^$ ^e çhaog^e^jiieiit pa$ assez 1^. ô/^n^\té àfis cqrps 1^9^ WP<^t^ djBs diffîrenees notablesi da!;is la valeur du volv^me spécifHpie, ils'en- ^ujvrs^t q^e les dét^rnUuatians ohte^^es différerçdeiijb p^ ^ eeUe§ qi^e ToQ aurait q la ^mite , ç'est-i-dire à \^ tep^pératm^ m )#$ v^Q\ér çulesf d^ p(H*p£î c^^JQt de s^ rapps^^r 4'u^ ruçiuière ^p|^^i4b)e 4 nos i^Stltrum^ts. l*'\m ^ ce^ détf^rno^atii^ faite k uu^ te99P^atp§ convenable pouir^^ait iom être pri^ ppur y^ valeuat* {(ppj?Qc]^ d\i volume spécifique. Voyons pour cela le^ çbangeiBents qui s'opèr^at d^is la deQsité dçs cprpi^; daps les i^tmi^, p9r ei^iaplç, qu^d pii fait varier leur tempéra,t\ire. (.e ptotnb ^ 4 1^ tpapér^^turecte 10® ^viravL, a une den^ égale |i 1 1 ,3^23 ; sa dilat^tëoa çi:^)ique d^ 0 à iq»â^ 4l9it de ^, sa densité 4 30® sera doiçic égate à 11, a^^, ç*e^t-ÀHJ|ji?^ qi^'çlki différerî^ de la préçé^çj^ite de 7^. A,insi \^ \pluinç (spé^HA^g^ du plomb qui, 4ans le prepïSer cas, était de 1 1 4,03, f«ra, d«^ le mmAt de 1 14,22. Le cuivre a pour densité à 1^ \a^v^<^ températ^e, 9)791^; sa dilatation de 0 à 100® est de ^fj ; par coaséqxient , ft 30<^, s«i ihinsité sera égatlè à 8,778 , laquelle différe^'a de \^ ppé^dwte ^ yàô- Dans le premier CQSi, le volume spécipqu^ est de 4^,Q2; ^m 1^ ^* cond, de 46,09.

Nous voyons que dans les métaux la différence entre lesi yolumes spécifiques à des températures de 10 à 30® n'est pai^ 9as^% gVAoâe pour empêcher qu'on ne prenne , comme valeur appi'ochée du volume spécifique, une de celles que Ton a obtenues. Qans le^ i&ub&r tances mauvaises conductrices de la ch^l^ur, Terreur qn^ Ton commet est encore moins grande, en prenant pour volume spécifique la valeur obtenue à la température o^rdinaire. En effet, prenons pour exemple le spa^h dlslaode ; qua^d on fait varier sa température de 0 à 100®, Q^ trouve qu^ la 46^ité varie dans la proportioa de 1,00196 à 1 , d'où l'on conclut q^e le volume spécifique passa de 232,36 à 232,80, différence qui po?^ ^ur les dixièmes. On voit donc qu'en prenant la densité à de basses températures, on peut obtenir , pour le volume spécifique , un^ valeur pçu éloignée de call^ qu'on aurait à la limite. Ainsi donc , biep quç l'ou n'ait pas des vaJeura rigoureusement exactes , néanmoins on peut apercevoir les lois précédemment indiquées dans les résultats de M. Kopp, lois qui régissent la constitution des combinaisons par les volumes.

La constitution des combinaisons solides ou liquides d'après les volumes , envisagée sous le point de vue de M. Kopp, nous servkm A circonscrire dans ses justes limites la théorie de risomorphisuie

CONSTITUTION VOLÉCULÀIBE. 959

dont npTis parlerons bientôt ; mais en attendant , nous ferons remarquer que les suppositions d'où il paii; pour calculer la densité des oon]lbi^9iSQns chimiques , solides ou liquides, conduisent à des résultvUsik tidlement identiques avec cexxi^ de Tobservation , qu*on ne saurait ^ ^penser de les prendre en considération. Au surplus, nous y irçYJ|^c|TQ)Oi$ en exposant risomorphisme.

Des théories eristallo-atomiques,

La combinaison ayant lieu en proportions définies par atomes , et .non par fractions d'atome y il s*agit de montrer comment on conçoit que ces atomes , en leur supposant une forme sphérique, puissent donner naissance , par leur groupement , à des molécules dont l'arrangement régulier produit des formes géométriques appelées mstaux. On peut imaginer bien des théories pour expliquer de semblables groupements , mais on ne doit attacher de l'importance qu'à celles qui s'appuient sur les résultats de l'analyse chimique , et les propriétés physiques des corps résultant de ces groupements.

M- Ampère a suivi le premier cette marche dans sa théorie cristallo-atomique , qui a l'avantage , tout en expliquant les formes cristallines des corps , de faire connaitre , en raison des conditions auxquelles sont assujetties ces formes , si une combinaison est possible ou non. Cette théorie est encore basée sur ce principe , que les molécules des corps étant tenues, par l'action des forces attractives et répulsives y à des distances infiniment grandes relativement à leurs dimensions , leur forme ne peut avoir aucune influence sur les propriétés de ces corps; celles-ci ne devant , par conséquent, dépendre que 4q nombre et du groupement des molécules.

YQici comment a raisonnné M. Ampère : Les molécules sont formées de particules élémentaires, et comme tout espace a au moins trois dimensions , il est nécessaire que chacune d'elles soit formée au nioi^s de quatre particules, attendu que pour circonscrire un espace, il fliut an moins quatre plans passant chacun par les centres de granité de trois de ces particules. Dans les cas où les molécules renferment un plus grand nombre de particules ou d'atomes , les plans qui limitent leur volume passent chacun par le^ çeutreu de gravité de Uois atomes, et laissent d'un même côté tous les autres atomes, sans q^i il y aurait des angles rentrants dans les cristaux. On peut ainsi former des polyèdres qui représentent les molécules des corps. Passons aux applications.

Dans les gaz simples ou composés , les molécules sont tenues par

'2(à0 tRAITÉ DE PHYSIQUE.

la force expansive de la chaleur à des distances beaucoup plus gran- ' des que celles où raffinité et la cohésion exercent leur action. Ces distances ne doivent donc dépendre que de la température et de la pression ; d'où il suit qu*à des températures et à des pressions égales, les molécules de tous les gaz sont placées à même distance, et que leur \olume doit être proportionnel à celui des gaz ; mais comme il arrive que des gaz ne fournissent dans les combinaisons qu'un demi-volume, et que Ton ne saurait admettre la divisibilité des particules ou atomes, M. Ampère suppose, avec raison , que les molécules des p;az simples, tels que l'oxygène, Thydrogène, l'azote , sont composées d'un nombre pair suffisant d'atomes pour que toutes les combinaisons connues satisfassent à ces conditions. La supposition la plus simple est d'admettre que les molécules de ces gaz sont composées (le quatre atomes; par conséquent, la molécule de gaz nitreux serait formée de deux particules d'oxygène et deux atomes d'azote; celle de gaz oxyde d'azote, de quatre atomes d'azote et deux d'oxygène ; celle de la vapeur d'eau, de quatre d'hydrogène et deux d'oxygène; celle du gaz ammoniacal, de six d'hydrogène et deux d'azote. Pour la molécule de chlore , on ne pourrait expliquer ses combinaisons qu'en admettant qu'elle soit composée de huit atomes, ainsi de suite. Pour grouper quatre, six, douze atomes, etc., de manière à former le tétraèdre, Toctaèdre, le parallélipipède et le prisme, le dodécaèdre rhomboldal, on raisonne de la manière suivante :

Prenons deux atomes réunis par une ligne et deux autres atomes disposés de la même manière dans le même plan , de manière que les deux lignes se coupent en deux parties égales et à angle droit. Si ou écarte ces deux lignes en les tenant toujours dans le même plan dans une position parallèle, on aura un tétraèdre régulier quand les deux lignes, étant égales, auront été écartées Tune de l'autre à une distance qui soit à la longueur : : 1 : n/J. Si Ton conçoit maintenant trois atomes joints par des lignes formant un triangle quelconque, et qu'on place dans le même plan un autre triangle égal au premier dont la situation soit telle que les deux triangles aient leur centre de gravité au même point et leurs côtés égaux respectivement parallèles à leur position primitive, on obtient les six sommets d'un octaèdre, qui ne sera régulier que dans le cas où les triangles seront équilatéraux, et qu'on les aura écartés perpendiculairement à leur plan d'une quantité qui soit à leurs côtés

CONSTITUTION MOLECULAIRE. 2&I

En suivant la même marche, M. Ampère a montré qa'uo parallélipipède est formé de la réunion de deux tétraèdres : si ceux-ci sont régnlierSy le parallélipipède devient un cube; qu'un prisme hexaèdre peut provenir de la réunion de deux octaèdres, et qu'en combinant ensemble deux tétraèdres et un octaèdre, on obtient un dodécaèdre; qae Foctaèdre réuni d une certaine manière avec le tétraèdre donne un hexadécaèdre formé de quatre faces triangulaires équilatérales et douze isocèles ; que deux octaèdres réunis en prisme hexaèdre peuvent se joindre à deux tétraèdres formant un cube, et donner un polyèdre à vingt sommets com|)osé de trente faces, savoir : six parallélogrammes rectangles et viuL;t-quatre triangles isocèles. Ainsi, en continuant ce mode de combinaison de divers solides , M. Ampère est parvenu à obtenir des polyèdres de cinquante-quatre, de soixanteaiZy de quatre-vingts faces, et même au delà, qui représentent les divers arrangements des atomes de tous les corps dont le nombi'e est déterminé par rexpérience. Par cette détermination, on a effectivement la figure polyédrique qui corresi)ond à la molécule; mais estce bien là la figure de la molécule? Quelle preuve en douue M. Ampère? aucune. Il n'a pas elierché si le système cristallin d*une combinaison s'accordait avei* le principe de la molécule constitutive déterminé par ses vues théoriques. Néanmoins, en suivant les déductions de cette théorie, on trouve qu'en comparant les combinaisons de l'hydrogène et de Toxygène avec différents corps, à l'exception du chlore et du soufre, dont les combinaisons avec Thydrogène jouent le r61e d'acide, on trouve qu'une même quantité d'un corps susceptible de s'unir à l'hydrogène s'y combine de manière qu'en général il y a dans chaque partie du composé quatre atomes d'hydrogène de plus qu'il n'y a d atomes d'oxygène dans la combinaison correspondante du même corps avec ce dernier gaz ; comme moyen de vérification de la théorie, ou peut, la composition des corps étant connue, déterminer les rapports des quantités d'acide, de base, et m£me d'eau de cristallisation qui doivent se trouver dans les sels acides, neutres, sursaturés d*une]néme espèce, ou quand on connaît les formes représentatives des molécules de lacide et de la base. Si Ion considère, par exemple, la forme des particules de l'acide sulfuriqnCy forme déterminée par le nombre d'atomes qui entrent dans sa composition conformément aux vues précédentes, on trouve, d'après rexpérience, que la plupart des sulfates sursaturés doivent contenir trois fois plus de base que les sulfates neutres, et que la quantité 4*adde sulfurique est , dans les sulfates acides, le double de celle

262 TBAITÉ DE PHYSIQUE.

deè sulfàtips neiif neè , tandis que Tàckle sulfarrtix , d'après là toVme représentative de ses molécules, petit former, avec l'aratodhiàqne, an sel acide où il entre en plus grande quantité (\\xt dans lé snlftite tteutre. On voit par là que les considérations géôAiétriques dé M. Ampère, basées sut là composition atDmi(j[ue del^ oorj^s, ont des moyens ût Vériflcàtltm auxquels peuvent s'èXeh«r ceux qu'intéresse ee genre de recherches. Les vues que nous venons d'exposélr soHt certainememt trèS-ingénieuses et de nature à être j^rîses en considération, pubqù'èlTes reposent sur là composition des cor^'s et proportions atomiquc!s;mais elles ont néanttaotns lln'cbnvéiàient a*àânsettredans la scidnce, pour forme des molédules, de§ poiyèdlièà très-compliqués, dont il e^t difficile , sans un examen asseÀ approfondi , de saisir la éônstmctton.

D'un autre côté, M. Ampère s'est attaché plutôt à satisfaire à t'a composition atomique qii'à vérifier si ses formes moléculstires étaient d'accord avec celles des molécules des corps que l'on peut obtenir cristallisés. C'est pour parer à ces deux inconvénients que M. Gandin, tout en évitant, comme M. Ampère, les demi-atomes, et en satisfaisant à la loi de symétrie et à la composition atomique, a cherché à représenter les formes des molécules par des polyèdres moins compliqués que ceux dont il a été question précédemment , et en s'attaehant à démontrer que, dans les cas de vérification possibles, ces formes s'accordaient avec celles de la nature. Ces modifications à la théorie de Ampère méritent d'être prises en considération.

Voici les principes qui ont servi de base à M. Gaudin pour le groupement des particules :

1° Les atomes ne vieiment jamais au contact. 2° Leur di^aneè Varîe suivant les oscillations qu'ils exécutent sans cesse.

8° Dans les comlïinaisons, il y a pêle-mêle général des atomes. Néanmoins , les atomes doués d'un fort pouvoir électro-cbirtriqUé occupent dans la molécule constitutive les positions principales; ainsi, le potassium, etc., le plomb, etc., et jamais l'hydrogéné, l'àzote, etc., forment le noyau de la molécule.

4* Lorsque plusieurs atomes identiques se groupent dans un même plan autour d'un autre atome, c'est toujours au nombre de 2, 3, 4, 6, ou 12; les nombres 5, 7, 9, etc., sont exclus. Les plus usités sont 4, 6 et 8. Dans le cas où l'atome principal est celui d'un métal et les autres atomes ceux d'oxygène , on a , en les joignant par des lignés droites, des polyèdréS de 4, 6 et 8 côtés»

V(M cfitelqtieë eieril^lë* de grbtipement. Un Vttltirne de chloré, en * lèëiôlfcfMt âvfec un VidîùTïïe d'hydrogène , àcfàm ùâfesâtice à aWÈt vbftirflfes *e gaz èlëhïe hydYHchrorîqiie. Il faut done i^U'îiné pFUëtrl^ ^e léMoi*, etole èonUMftàttt avec tine partîcilte d'hydrôgèôfe , ^WAtiîste ^eux pàfiifctïtes dé gai addè byiiVofchlbHque. Or, ttttb icDfttWiiMscto ne isàtirâît s'eflbttnèr, d'après HHl. Gatldltt , qu'en a*ft«ètt»llt (fOé M t>8irtîCfalèS Soient i^sèeptîbles âé Se dîvîséi- feh deux, flfeut ddiic adîiieftre, ^r sâWiftitt^ à la lot Ôe (îotoposttten , (Jue M JJ«rtlii«lë soitWintf^dW hAthbfè pair d'âiWftiéS, tôôitté M. Àmfm \\i âidîiqttë. M. GâMitt » fi4B Bë holiibi^ â déni t^dui* ïéà pà'rtiéttlfeé tfc fehldté iét d1iy4rttg*hlB.

Bé rtl§ttie,ûtt Vôittnïède gâÉ oij^gëtiéjën se ëèVnttîlaiit àVëc deux tHWtnéj de gaÉ fc^ogèiie, doiiîife dèttx vblunnfes de vapè'iir d*éaii. II fiiit Aont que iôhà(Jtie atome d'oxygène s'approjpriè (ietix atomes d'fiydrbgèîie. ta t)ârtictile id'ëàtl Sera ddnc côWpnséé âè ti-ôfe atomes, isè 4«l exigte qve la pârHeulè d'oxygène soit blMoi^lqùe. C'est par de* «onsîéérations du méinfe geèfi'e qtte Ton trouve que tes pttffîcufcs do carbone et des métaux sont atomiques, celles du phospliore à l'état de vapeur tétratomiques ; ceHes du soufre hesàtoiftiqueè.

Nous nié pousserons pas plus loin les eohsé()ueWJces que t'ofiD peut tirer des vues théoriques de M. Ampère, modifiées pM* M. Gaudin, attendu que nous avons voulu seulement montrer les efforts que l'on avait faits pour arriver à la connaissance de la forme des molécules, en s'appuyant sur la compositiofi atomique, la loi de symétrie et même la forme cristalline de quelques corps et indiquer la marche â suivre dans des recherches lie ièè genre. Quoiqibe Fou doive se mettre en ^rdè contre Tes déductions que Ton pourrait tirer Ae fà théorie qùê iidûs venons â'èxpôser, néàrithoins, cdmmé elle est basée sur des faite, qu'elle lés embrasse |)resque tous, hous avons dû lui donner pkcë dans ce traité.

C'après ce que nous verions de voir , on cohçôff que l'on puisse grdùpër leis atomes de bien des manières pour en fermer dès molécules intégrantes, et arriver ensuite aux formes cristailînès. M. baudrimont a fait aussi un essai de ce genre ; nous allons rapporter sa manière de voir, fondée également sur les principes de M. Ampère.

Lorsque les atomes s'arrangent pour former une molécule intégrante, ils se groupent régulièrement. Dès que les molécules intégrantes sont assez écartées les unes des autres, pour se mouvoir librement et se rapprocher lentement, il en résulte des composés cristallisés ; d'où il suit que les formes de ces derniers doi-

264 TJEUITB DB PHYSIQUE.

vent dépendre du nombre et de l'arrangement des atomes; par conséquent la nature des atomes peut changer sans que celle des molécules puisse varier. Prenons pour exemple Tiodure de potassium dont la formule est I ' K ; ce composé cristallise en cube. Le chlorure de potassium , qui a une formule semblable Ci ' K , cristallise de la même manière. Les carbonates, dont la formule est la même, cristallisent dans le système rhomboédrique ; seulement, les angles du rhomboèdre présentent quelques différences. Voyons maintenant, en suivant toujours la méthode de M. Baudrimont, comment, la composition et la forme cristalline d'une combinaison étant connues > les atomes doivent être groupés pour donner naissance à cette forme cristalline. Prenons pour exemple le sulfure de plomb qui cristallise dans le système cubique, et dont la formule est S' PI. ; or, deux atomes égaux ne peuvent former un cube , puisqu'il en faut au moins huit , quatre de chaque espèce, disposés sur chacune des faces de la manière suivante : I ^ ; dès lors la molécule se compose de quatre atomes. Si l'on considère le sel marin, CM Na, il faut prendre un nombre d'atomes suffisant pour former un cube ; or, la supposition la plus simple est d'admettre neuf atomes de ce chlorure , savoir, neuf de sodium et dix-huit de chlore. Ces éléments sont alors disposés de la manière suivante pour la première tranche :

Na. Cl. Na.

Cl. Cl. Cl.

Na. Cl. Na.

La troisième tranche est comme la première . Cette méthode qui parait assez rationnelle, montre que les formules chimiques n'expriment seulement que le rapport du nombre des atomes. Prenons un autre exemple dans la chimie organique. Le camphre , qui cristallise dans le système cubique, a pour formule C'° H'^ 0 ; or, comme la somme des atomes est égale à vingt-sept , le nombre de ces atomes est précisément celui qui convient pour former le cube. Ces exemples suffisent pour donner une idée de la méthode de M. Baudrimont.

CONSTITUTION MOLECULAIRE. 265