Grand dictionnaire universel du XIXe siècle/Atome

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ATOME s. m. (a-to-me — du gr. atomos, même sens ; formé de a priv.; temnô, je coupe). Phys. Elément indivisible des corps, soit qu’aucun moyen mécanique ne puisse opérer sa division, à cause de son extrême petitesse ou de sa constitution, ou qu’il soit sans étendue, et, par conséquent, d’une indivisibité absolue : Démocrite et Epicure ont prétendu que le monde était composé d’atomes, que les corps se formaient par la rencontre fortuite des atomes. (Acad.) Il n’y a nulle apparence que Dieu veuille anéantir les âmes, lui qui n’anéantit pas le moindre atome. (Fén.) La matière aveugle, formée par l’amas confus des atomes, n’a pas produit un chef-d’œuvre aussi remarquable que l’univers. (St-Evrem.) Comment se peut-il faire qu’on accuse encore des philosophes de penser que l’arrangement prodigieux et ineffable de cet univers soit une production fortuite des atomes ? (Volt.) Il n’est pas démontré en rigueur que l’atome soit indivisible ; mais il parait prouvé qu’il est indivisé par les lois de la nature. (Volt.) Il me parait que le cardinal de Polignac a perdu beaucoup de temps et beaucoup de vers à réfuter les atomes et les autres absurdités que le poëme de Lucrèce fourmille. C’est employer l’artillerie pour détruire une chaumière. (Volt.) Les corps sont tous originairement composés d’atomes semblables. (Cuvier.) Les atomes ne meurent pas, ils ne s’isolent pas : ils se recombinent. (Raspail.) Aucun atome de matière ne peut ni commencer ni cesser d’être. (E. About.)

. . . . . . . . . . . Les atomes,
Enfants d’un cerveau creux, invisibles fantômes.

La Fontaine.

Poutant chaque atome est un être,
Chaque globule d’air est un monde habité.

Lamartine.

Les atomes erraient dans un espace immense ;
Déclinant de leur route, ils se sont approchés.
Durs, inégaux, sans peine ils se sont accrochés.

L. Racine.

Docile à l’appui d’un arome,
D’un rayon ou d’une couleur,
L’atome vole vers l’atome
Comme l’abeille vers la fleur.

Th. Gautier.

— Par anal. Corpuscule qui n’est appréciable à la vue qu’en certaines circonstances, comme les animalcules microscopiques d’une goutte d’eau, de vinaigre ; les graines de poussière qui ne sont visible que lorsque le soleil les éclaire directement, etc. : Dans leur système, l’homme est assimilable à ces atomes qui s’agitent dans un rayon de soleil, emportés par la gravitation universelle. (Portalis.)

— Par exagér. Tout corps très-petit comparativement à un autre ou à l’espace dans lequel il se trouve ; se dit des personnes et des choses : Les hommes sont des atomes sur le globe, qui n’est lui-même qu’un atome dans l’immensité. (Acad.) Toute la terre n’est qu’un atome suspendu dans l’air. (Boss.) Quand je vois des hommes qui rampent sur un atome, c’est-à-dire la terre… (Montesq.) Nous qui ne somme qu’un atome imperceptible au milieu de ce vaste univers, nous voudrions en faire mouvoir toute la machine au gré de nos seuls désirs. (Mass.) Que devenons-nous à nos propres yeux, vils atomes posés dans je ne sais quel petit coin de l’univers, quand nous considérons ces soleils innombrables. (Fén.) Plusieurs millions de Français ne mangent pas d’autre viande qu’un atome de salé, qu’ils mettent dans leur soupe. (Mich. Chev.) Et les moindres atomes de matière nutritive recherchés avec soin… (Marmier.)

Me voici : mais qui-suis-je ? un atome pensant.

Lamartine.

Que sommes-nous, faibles atomes,
Pour porter si loin notre orgueil ?

Malfilatre.

Moi, pauvre atome oublié dans l’espace,
Je pense à Dieu qui fit la liberté.

(Romance.)

Oh ! que tes cieux sont grands ! et que l’esprit de l’homme
Plie et tombe de haut, mon Dieu, quand il te nomme !
Quand, descendant du dôme où s’égarent les yeux,
Atome, il se mesure à l’infini des cieux !

Lamartine.

Que suis-je ? où suis-je ? où vais-je, et d’où suis-je tiré ?
Atomes tourmentés sur un amas de boue ;
Mais atomes pensants, atomes dont les yeux,
Guidés par la pensée, ont mesuré les cieux ;
Au sein de l’infini nous élançons notre être.

Voltaire.

— Très-petite quantité : La petite fumée de la vaine gloire, dont il n’arrive pas un atome dans mon ermitage… (Volt.)

— Ce qui manque d’importance ou de solidité : Nous avons beau enfler nos conceptions, nous n’enfantons que des atomes, au prix de la réalité des choses. (Pasc.) Je ne m’étonne pas que des hommes qui s’appuient sur un atome, chancellent dans les moindres efforts qu’ils font pour sonder la vérité. (La Bruy.)

— Fig. Elément d’un tout moral ou immatériel : Les anciens ont dit que la nature avait assemblé tous les atomes de la sagesse pour former Epicure. (Malebr.)

Est-il de petits corps un plus lourd assemblage,
Un esprit composé d’atomes plus bourgeois ?

Molière.

— Chim. Nom donné aux particules élémentaires des corps : En chimie, les atomes n’ont jamais été vus et ne pourront jamais l’être. Il ne faut pas croire à leur existence comme à quelque chose de réel et d’objectif ; ce n’est pas autre chose qu’un artifice logique à l’aide duquel on enchaine les faits. (Nysten.) || Atomes simples, Atomes des corps réellement simples et homogènes dans leur constitution. || Atomes composés, Atomes hétérogènes combinés en un seul atome, comme il arrive dans les corps composés.

— Méd. Atomes homéopathiques, dose à laquelle les médecins homéopathes administrent les remèdes préparés par les atténuations, pour éviter les aggravations des symptômes.

— Encycl. I. — Les atomes dans la physique et la métaphysique des anciens. L’expérience de tous les jours montre que les corps peuvent être réduits en parties fort petites, et cette divisibilité ne semble avoir que la limite opposée par la grossièreté de nos organes et de nos instruments. Lorsqu’un corps est réduit en une poudre impalpable, les grains de cette poudre paraissent, à l’œil armé d’un microscope, pouvoir toujours, quelque petits qu’ils soient, subir une nouvelle division. Cette divisibilité des corps n’a-t-elle aucune limite, ou, au contraire, pourrait-on arriver, après un grand nombre de sections, à des parcelles persistantes, inaltérables et indivisibles ? Les premières méditations faites sur la nature devaient rencontrer cette question : c’est celle des atomes.

Elle paraît s’être posée pour la première fois vers l’an 500 av. J.-C. A cette époque, s’était formée en Grèce, à Elée, une école philosophique bien connue sous le nom d’Ecole eléatique. Les éléates établissaient l’infinité de l’être, et de cette infinité déduisaient l’unité, l’indivisibilité, l’immutuabilité et l’immobilité de l’univers. Voici la suite de leurs raisonnements : l’être ne peut être fait du non-être ; il ne peut se changer en non-être ; donc il n’ a ni commencement ni fin ; donc il est infini. S’il est infini, il est un, car s’il y en avait deux êtres, ils se limiteraient réciproquement, et, par conséquent, ne seraient pas infinis. Si l’être est un, il est immuable ; car un seul être est toujours semblable à lui-même ; s’il pouvait s’altérer ou devenir plus grand, il ne serait pas un. Il est immobile parce qu’il ne peut être mû par rien, ni se mouvoir vers rien, puisque rien n’est hors de lui. Une autre raison de son immobilité, c’est que son unité et son infinité ne comportent pas l’existence du vide, ni hors de lui, ni en lui. Pas de vide, pas de mouvement ; comment l’être se déplacerait-il, comment resserrerait-il en lui-même, s’il remplit tout l’espace ? Comment le mouvement se produirait-il à travers le plein ? Les sens, il est vrai, nous montrent, dans le monde, pluralité et composition ; mais ce témoignage des sens peut et doit être récusé par la raison ; celle-ci nous dit que les deux modes d’existence de l’être, le temps et l’espace, sont continus, et que la divisibilté du continu ne pouvant être conçue que comme infinie est contradictoire, se réduit à l’absurde et équivaut à l’indivisibilité, puisqu’elle ne nous permet jamais d’atteindre les unités qui composent la prétendue pluralité du monde.

Ainsi, suivant les éléates, l’un, l’infini, l’immobile, le plein, le continu, l’indivisibilité, c’était la réalité donnée par la raison ; la pluralité, le mouvement, le vide, la discontinuité, c’était l’illusion produite par les sens. Qu’il y ait eu des gens qui aient refusé d’admettre cet antagonisme de la raison et de l’expérience, on le comprend facilement. Aussi, bientôt, vit-on Leucippe s’élever contre les éléates, et, tenant le témoignage des sens pour quelque chose, essayer de rétablir l’existence du vide, condition du mouvement. Il est juste de noter, avec M. Dumas, que, pour combattre ses adversaires, il employait de singuliers arguments, et que ses expériences offrent un contraste curieux entre leur prodigieux défaut de précision et l’extrême importance des conclusions qu’il en tirait. C’est ainsi qu’il prétendait qu’un vase plein de cendres pouvait recevoir autant d’eau que s’il eût été vide. « Que faisait-il donc, dit M. Dumas, de la cendre dont l’eau prenait la place ? La différence des quantités de liquides nécessaires dans les deux cas était pourtant facile à reconnaître. Je ne sais, ajoute l’éminent chimiste, si nous argumentons beaucoup mieux qu’alors, mais on conviendra du moins que l’art de l’expérimenter a fait quelques progrès depuis Leucippe. »

Quoi qu’il en soit, Leucippe regardait la matière comme une éponge dont les grains isolés nagent dans le vide. Ces grains sont solides, plein, impénétrables, infiniment petits. Tous les corps que nous connaissons sont ainsi formés de vide et de plein. Avec l’élément matériel, ou l’élément du plein, avec le vide et avec le mouvement, Leucippe constitue le monde ; il donne aux grains qui le composent des figures diverses, et explique ainsi la dissemblance des diverses sortes de matières que nous observons. Il admet, d’ailleurs (ce qui semble une prévision de l’isomérie des chimistes modernes), que les éléments matériels, bien qu’en même nombre et de même figure, peuvent, en se groupant de diverses manières, produire des corps très-divers, de même que les lettres de l’alphabet, en variant leur assemblage, peuvent fournir également bien une comédie ou une tragédie. Enfin, il se rend compte de la production et de la destruction des corps par l’aggrégation et par la dissociation des particules matérielles.

Partis du principe de l’unité de l’être, les éléates s’étaient trouvés conduits à mettre entre la raison et les sens une barrière infranchissable, et à nier, au niom de la première, le vide et le mouvement ; en partant du mouvement et du vide, Leucippe aboutit à la pluralité, à la multiplicité infinie de l’être ; il se borna, du reste, à affirmer le mouvement, le vide et les éléments matériels, sans se prononcer sur la divisibilité et la durée de ces éléments.

Démocrite alla plus loin que Leucippe, son maître ; il posa, le premier, que la matière n’est pas divisible à l’infini, et que tout corps est composé de particules insécables et inaltérables ; le premier, il se servit, pour désigner ces particules, du nom d’atome, qui devait avoir dans la philosophie et dans la science une si heureuse fortune. Ne pouvant concevoir le passage de l’unité rationnelle des éléates à la pluralité apparente et sensible, Démocrite voit sous cette dernière une pluralité réelle qui rétablit l’accord de la raison et de l’expérience. Sans doute, dit-il, l’être vrai, la véritable unité, c’est l’être plein ; mais de ces êtres pleins, il en existe une infinité et non point un seul ; ils sont portés dans le vide, séparés les uns des autres par le vide ; ils sont invisibles à cause de la petitesse de leur volume ; ils s’assemblent pour la génération, et pour la dissolution se désagrègent. Ainsi, la transformation, l’accroissement des corps devient intelligible ; la coexistence dans l’être de l’un et du rien, de l’atome et du vide, explique tous les phénomènes. L’atome est indivisible parce qu’il est sans parties ; il est indivisible parce qu’il est plein, c’est à dire sans vide intérieur. Maintenant, en quoi les atomes diffèrent-ils les uns des autres ? Ils diffèrent en grandeur et en figure, et comme le nombre des figures est infini, il existe une infinité d’atomes ou de corps premiers, simples, élémentaires, qui se meuvent éternellement dans l’infini du vide en se choquant et se repoussant mutuellement. Ils ne sont doués d’aucune pesanteur essentielle, pas plus qu’ils ne le sont des autres qualités sensibles ; le pesant et le léger, le dur et le mou résultent dans les mixtes, de la proportion du vide dans les pleins.

De l’atome, Démocrite passa au groupe : il existe, dit-il, trois choses dans un groupe, le rysme, la diathèse et le trope. Le premier de ces termes exprime la figure spéciale apportée par l’atome ; la diathèse est l’ordre ou l’arrangement que peut effectuer un assemblage d’atomes ; le trope est la position variée que tel ou tel atome peut occuper. Ainsi, tout naît de la combinaison et de l’agacement, et l’on peut dire, d’une certaine manière, que les êtres composés sont des nombres, comme le prétendait les pythagoriciens. En se groupant, les atomes forment le feu, l’eau, l’air, la terre, concrétions que leur solidité rend impassables et met à l’abri des transformations ; par leurs torbillons portés circulairement dans l’espace, ils composent le soleil, la lune, la terre et tous les astres.

Les idéés atomiques de Démocrite furent adoptées par Epicure. Suivant ce dernier, l’univers est corps en partie, en partie vide ; les sens nous rendent témoignage de l’existence des corps ; quant au vide, s’il n’existait pas, les corps n’aurait ni place à occuper, ni moyen de se mouvoir. Les corps peuvent être envisagés de deux manières, comme composés et comme composants ; ceux-ci, dont tous les autres sont formés, sont indivisibles, inaltérables, éternels ; ce sont des atomes. Les atomes ont trois qualités : figure, grandeur, poids. Le nombre des figures diverses des atomes n’est pas infini, car ce qui est fini ne peut recevoir une infinité de modifications ; mais il est indéterminable, sans cela nous ne verrions pas tant de composés différents. La grandeur de l’atome est toujours déterminée ; ni la divisibilité à l’infini, ni l’absence de terme à la petitesse ne peuvent être admises dans les corps ; car il faudrait admettre qu’un nombre infini forme un assemblage fini, et que deux composés, évidemment inégaux, contiennent un nombre également infini de parties. Le poids, enfin, est une impulsion interne de l’atome, qui le précipite de haut en bas dans le vide. Si les atomes n’avaient pas d’autre mouvement que celui de la pesanteur, tombant tous dans le vide avec la même rapidité, ils ne pourraient ni se choquer, ni s’accrocher, et démeureraient dans une parfaite indépendance les uns des autres ; mais leur chute n’est pas exactement perpendiculaire ; ils possèdent une force qu’Epicure appelle force de déclinaison et qui les fait dévier un peu de la direction que leur imprime la pesanteur ; et c’est cette force de déclinaison qui explique la formation de tous les composés, en un mot, la création du monde. Les composés qui proviennent de la rencontre et du groupement des atomes doivent toutes leurs qualités aux diverses dispositions de leurs éléments. Toute transposition amène à un changement : il n’y a de permanent que l’atome et ses trois propriétés essentielles.

Après Epicure, Lucrèce, qui força, dit Voltaire, la langue latine à exprimer les idées philosophiques, et à les exprimer en vers, Lucrèce admit les atomes et le vide. On trouve dans son beau poëme, De Natura rerum, les idées d’Epicure developpées, étendues, embellies par l’harmonie du language.

Le poëte montre d’abord que le vide est la condition du mouvement ; que hors de la matière et du vide il ne se peut rien imaginer, rien concevoir ; que les principes de la matière sont solides et éternels : solides, parce qu’ils ne renferment pas de vides dans leur tissu ; éternels, parce qu’ils sont solides. Malgré cette solidité des éléments, ajoute-t-il, comme tous les corps sont mélés de vide, il n’y en a pas un qui ne puisse s’amollir, et prendre la nature de l’eau, de l’air, de la terre et du feu. Au contraire, si les éléments étaient mous, il serait impossible d’expliquer la formation des cailloux et du fer : la nature n’aurait plus de base dans ses ouvrages. Les éléments de la matière sont donc simples et solides ; et c’est leur union plus ou moins étroite qui donne aux corps leur dureté et leur résistance.

Huc accedit, uti solidissima material
Plie et tombe de haut, mon Dieu, quand il te nomme !
Corpera cum constant, possint tamen omnia reddi
Mollia quæ fiant, aer, aqua, terra, vapores,
Quo pacto fiant, et qua vi cumque genatur,
Admistum quoniam simul est in rebus inane.
At contra, si mollia sint primordia rerum,
Unde queant validi silices ferrumque creari
Non poterit ratio reddi : nam funditus omnis
Principio fundamenti natura carebit.
Sunt igitur solida pollentia simplicitate
Quorum condenso magis omnia conciliatu
Arctari possunt, validasque ostendere vires.

Suivant Lucrèce, c’est la stabilité de ces éléments, simples et solides, qui assure la fixité des espèces, qui donne des bornes à la puissance productrice de la nature, et qui explique pourquoi les siècles ramènent les mêmes temperaments, les mêmes mouvements, la même manière de vivre et les mêmes mœurs dans les générations différentes. Combattant l’homœomérie d’Anaxagore, il fait cette remarque très-juste que les os ne sont pas composés d’atomes d’os, le sang d’atomes de sang ; car puisque notre corps s’accroît par la nourriture, toutes ses parties doivent être formées d’éléments hétérogènes, ou bien les aliments renfermerait des atomes de chair, de sang, etc., et ce seraient eux qui seraient formés d’atomes de natures différentes.

Quels sont les éléments essentiels des atomes ? Ce sont, outre la solidité, l’indivisibilité et l’éternité, le mouvement et la figure. Le mouvement est essentiel aux atomes, parce qu’il n’y a pas de centre où ils puissent jamais s’arrêter ; ce mouvement est de la plus grande rapidité, parce qu’ayant le vide pour théâtre, il ne rencontre aucun obstacle ; la direction est de haut en bas, et si nous voyons des corps s’élever, comme la flamme, c’est un état forcé, contraire à leur tendance naturelle ; pourtant il ne faut pas croire que la chute des atomes soit rigoureusement perpendiculaire ; « s’ils n’avaient pas la faculté de décliner un peu de la ligne droite, ils tomberaient parallèlement dans le vide comme les gouttes de pluie ; jamais ils ne se seraient rencontrés ni heurtés ; jamais la nature n’eût rien produit » :

Quod nisi declinare solerent omnia deorsum,
Imbris uti guttæ, caderent per inane profundum,
Nec foret offensus natus, nec plaga creata
Principiis : ita nil unquam natura creasset.

Voilà ce que la raison nous fait découvrir ; car nous ne pouvons pas même apercevoir l’atome, bien loin d’en distinguer les mouvements. C’est encore la raison qui nous éclaire sur les figures des atomes ; elle nous dit que les corps qui nous environnent ne pourraient agir sur nos sens de tant de manières différentes, si leurs atomes n’étaient diversement configurés. « Les corps durs et compactes doivent avoir des atomes plus recourbés, plus intimement unis et entrelacés comme des rameaux » :

. . . . Quæ nobis durata ac spissa videntur
Hæc magis hamatis inter sese esse necesse est
Et quasi ramosis alte compacta teneri.

Les corps liquides ne peuvent être composés que de parties lisses et sphériques :

Illa autem debent ex levibus atque rotundis
Esse magis, fluido quæ corpore liquida constant.

Si les atomes ont des figures déterminées, ils n’ont pas de couleur, parce qu’ils ne reçoivent pas la lumière, et que c’est la lumière qui produit la couleur :

. . . Quoniam nequeunt sine luce colores
Esse, neque in lucem existunt primordia rerum
Scire licet quam sint nullo velata colore.

Une autre raison ne permet pas de leur accorder la couleur ; c’est qu’il n’est pas de couleur qui ne se puisse convertir en toute autre ; or, les atomes ne peuvent subir de pareils changements ; leur nature exige qu’ils soient immuables, sans quoi l’univers serait anéanti :

Omnis enim color omnino mutatur in omnes
Quod facere haud ullo debent primordia pacto.
Immutabile enim quiddam superare necesse est
Ne res ad nihilum redigantur funditus omnes.

La couleur n’est pas, du reste, la seule qualité sensible refusée par la nature aux atomes ; ils sont encore inaccessibles au froid, au chaud, privés de sons, de saveurs et d’odeurs. Ils sont de plus insensibles, et ce n’est qu’à leur situation et à leurs mouvements respectifs qu’est due la sensibilité dont jouissent certains groupes. Règle générale, c’est par la diversité des modes de groupement des atomes qu’il faut expliquer la diversité des qualités des corps. Les atomes ressemblent aux lettres dont nous formons les mots ; c’est leur arrangement qui donne, en quelque sorte, aux corps leurs divers sens :

. . . Esdem cœlum, mare, terras, flumina, solem
Significant ; eadem fruges, arbusta, animantes.

II. — Les atomes dans la physique et la métaphysique du xvii^e et xviii^e siècle. La question des atomes et celle du vide, qui avaient été l’objet de tant de discussions en Grèce, furent de nouveau soulevées au commencement du xvii^e siècle. Descartes rejetait les atomes et le vide, parce qu’il ne concevait aucune discontinuité dans l’étendue, aucune limite à sa division, et qu’il ne séparait pas l’idée d’étendue de celle de matière. « La nature de la matière ou de corps pris en général, dit-il, ne consiste point en ce qu’il est une chose dure, ou pesante, ou colorée, ou qui touche nos sens de quelque autre façon, mais seulement en ce qu’il est une substance étendue en longeur, largeur et profondeur. Pour ce qui est la dureté, nous n’en connaissons autre chose par le moyen de l’attouchement, sinon que les parties des corps durs résistent au mouvement de nos mains lorsqu’elles le rencontrent ; mais si, toutes les fois que nous portons nos mains quelque part, les coprs qui sont en cet endroit-là se retiraient aussi vite comme elles en approchent, il est certain que nous ne sentirions jamais de dureté ; et, néanmoins, nous n’avons aucune raison qui nous puisse faire croire que les corps qui se retireraient de cette sorte perdissent pour cela ce qui les fait corps. D’où il suit que leur nature ne consiste pas en la dureté que nous sentons quelquefois à leur occasion, ni aussi en la pesanteur, chaleur et autres qualités de ce genre ; car si nous examinons quelque corps que ce soit, nous pouvons penser qu’il n’a en soi aucune de ces qualités, et cependant nous connaissons clairement et distinctement qu’il a tout ce qui le fait corps, pourvu qu’il ait de l’extension en longueur, largeur et profondeur ; d’où il suit aussi que, pour être, il n’a besoin d’elles en aucune façon, et que sa nature consiste en cela seul qu’il est une substance qui a de l’extension…

Pour ce qui est du vide, au sens que les philosophes prennent ce mot, à savoir pour un espace où il n’y a point de substance, il est évident qu’il n’y a point d’espace en l’unvers qui soit tel, parce que l’extension de l’espace ou du lieu intérieur n’est point différente de l’extension du corps. Et comme de cela seul qu’un corps est étendu en longueur, largeur et profondeur, nous avons raison de conclure de même de l’espace qu’on suppose vide, à savoir que puisqu’il y a en lui de l’extension, il y a nécessairement de la substance…

Il est aussi très-aisé de connaître qu’il ne peut pas y avoir d’atomes, c’est-à-dire de parties des corps ou de la matière, qui soint de leur nature indivisibles, ainsi que quelques philosophes ont imaginé. D’autant que, pour petites qu’on suppose ces parties, néanmoins, parce qu’il faut qu’elles soient étendues, nous concevons qu’il n’y en a pas une d’entre elles qui ne puisse être encore divisée en deux ou plus grand nombre d’autres plus petites, d’où il suit qu’elle est divisible. Car de ce que nous connaissons clairement et distinctement qu’une chose peut être divisée, nous devons juger qu’elle est divisible, parce que, si nous en jugeons autrement, le jugement que nous ferions de cette chose serait contraire à la connaissance que nous avons. »

Gassendi, au contraire, l’adversaire le plus constant de Descartes, fit revivre les idées d’Epicure et composa l’univers d’atomes. Mais les atomes de Gassendi ne s’accrochent pas comme ceux d’Epicure et de Lucrèce ; ils ne se touchent même pas. Tenus à distance par des forces qui les dominent, ils laissent entre eux beaucoup de vide, et leur assemblage ne présente que peu de plein : « Ainsi, dit M. Dumas, Gassendi, perfectionnant l’image que l’on se faisait des atomes et de leurs rapports mutuels, l’a rapprochée de celle que nous nous en faisons aujourd’hui, en admettant des forces qui tiennent les atomes en équilibre, et des espaces qui les séparent et qui sont beaucoup plus étendus que les atomes eux-mêmes. » Du reste, il prêtait à ces atomes des propriétés de fantasie ; il formait la lumière d’atomes ronds, expliquait par des atomes paticuliers le froid, le chaud, les sons, les saveurs, les odeurs, etc.

La découverte de l’attraction universelle, en faisant jouer des idées cartésiennes sur le plein, conduisit Newton à admettre les atomes. Leibnitz combattit tout à la fois et l’attraction comme incompréhensible, c’est-à-dire chimérique ou miraculeuse, et le vide et les atomes comme incompatibles avec l’infinie perfection de Dieu. « Tout ceux, dit-il, qui sont pour le vide se laissent plus mener par l’imagination que par la raison. Quand j’étais jeune garçon, je donnais aussi dans le vide et dans les atomes ; mais la raison me ramena. L’imagination était riante. On borne là ses recherches, on fixe sa méditation comme avec un clou, on croit avoir trouvé les premiers éléments, un non plus ultrà. Nous voudrions que la nature n’allât pas plus loin, qu’elle fût finie comme notre esprit ; mais ce n’est point connaître la grandeur et la majesté de l’auteur des choses. Le moindre corpuscule est actuellement subdivisé à l’infini, et contient un monde de nouvelles créatures, dont l’unvers manquerait si ce corpuscule était un atome, c’est-à-dire un corps tout d’une pièce sans subdivision. Tout de même, vouloir du vide dans la nature, c’est attribuer à Dieu une production très-imparfaite ; c’est violer le grand principe de la nécessité d’une raison suffisante… Je pose que toute perfection que Dieu a pu mettre dans les choses sans déroger aux autres perfections qui y sont, y a été mise. Or, figurons-nous un espace entièrement vide : Dieu y pouvait mettre quelque matière sans déroger en rien à toutes les autres choses. Donc il l’y a mise, donc il n’y a point d’espace entièrement vide : donc tout est plein. Le même raisonnement prouve qu’il n’y a point de corpuscule qui ne soit subdivisé. »

Admirateur de Newton et vulgarisateur de ses découvertes, Voltaire prit parti pour le vide et les atomes. « Epicure, dit-il, aussi grand génie qu’homme respectable, qui a mérité que Gassendi prît sa défense ; après Epicure, Lucrèce, qui força la langue latine à exprimer les idées philosophiques et (ce qui attira l’admiration de Rome), à les exprimer en vers, Epicure et Lucrèce, dis-je, admirent les atomes et le vide : Gassendi soutint cette doctrine et Newton la démontra. En vain un reste de cartésianisme combattait pour le plein ; en vain Leibnitz, qui avait d’abord adopté le système raisonnable d’Epicure et de Lucrèce, de Gassendi et de Newton, changea d’avis sur le vide, quand it fut brouillé avec Newton son maître ; le plein est aujourd’hui regardé comme une chimère. Le vide est reconnu ; on regarde les corps les plus durs comme des cribles ; et ils sont tels, en effet. On admet des atomes, des principes insécables, inaltérables, qui constitue l’immutabilité des éléments et des espèces, qui font que le feu est toujours feu, soit qu’on l’aperçoive, soit qu’on ne l’aperçoive pas ; que l’eau est toujours eau, la terre toujours terre, et que les germes imperceptibles qui forment l’homme ne forment point un oiseau. Epicure et Lucrèce avait déjà établi cette vérité, quoique noyée dans des erreurs. Sans ces éléments d’une nature immuable, il est à croire que l’univers ne serait qu’un chaos, et, en cela, Epicure et Lucrèce paraissent de vrais philosophes. Leurs intermèdes, qu’on a tant tournés en ridicule, ne sont autre chose que que l’espace non résistant dans lequel Newton a démontré que les planètes parcourent leurs orbites dans des temps proportionnels à leurs aires ; ce n’étaient pas les intermèdes d’Epicure qui étaient ridicules, c’étaient leurs adversaires »

Voltaire sépare l’hypothèse physique des atomes des conséquences philosophiques qu’en ont tirées Epicure et Lucrèce. Parce qu’il adopte la première, il ne croit pas être tenu logiquement d’embrasser les secondes ; il fait voir que la théorie des atomes est plutôt contraire que favorable au matérialisme et à l’athéisme. « La question, dit-il, est de savoir si l’auteur de la nature a formé des parties primordiales, incapables d’être divisées, pour servir d’éléments inaltérables, ou si tout se divise continuellement et se change en d’autres éléments. Le premier système semble donner la raison de tout, et le second de rien, du moins jusqu’à présent. Si les premiers éléments des choses n’étaient pas indestructibles, il pourrait se trouver à la fin qu’un élément dévorât tous les autres et les changeât en sa propre substance. »

Voltaire distingue également la question de l’atome, considéré au point de vue physique, de la question métaphysique de la divisibilité infinie de la matière. Il ne peut être démontré, dit-il, que l’atome soit indivisible, mais il paraît prouvé qu’il est indivisé par les lois de la nature.

III. — Les atomes d’après les théories de la chimie moderne. C’est la notion fondamentale des proportions définies, introduite dans la chimie moderne par les travaux de Wenzel, de Richter, de Proust et de Dalton, qui a donné une base expérimentale et un caractère scientifique à l’idée des atomes, jusqu’alors conçue a priori, et à la grecque, plutôt que suscitée par le besoin d’expliquer et de représenter les faits.

— Recherches de Wendel, de Richter et de Proust. Dans un ouvrage publié en 1777, sous le titre de : Leçons sur l’affinité, Wenzel exposa le résultat de ses recherches sur la double décomposition des sels, et donna une explication nette et exacte de la permanence de la neutralité qui s’observe après la décomposition mutuelle de deux sels neutres. A l’aide d’analyses d’une admirable précision, il établit que cet effet provient de ce que les quantités des bases qui neutralisent un poids donné d’un acide sont aussi neutralisées par un certain poids d’un autre acide. De là découlait l’idée de l’équivalence. En effet, nous avons deux acides et deux bases. Les mêmes quantités de chaque base neutralisent successivement un poids donné de chacun des acides, et s’équivalent par conséquent relativement à ces acides, lesquels s’équivalent à leur tour, relativement aux bases. Il suffit donc de déterminer les rapports suivant lesquels deux bases se combinent à un acide, deux acides à une base, pour reconaitre aussi les rapports suivant lesquels ces bases s’unissent à un autre acide, ces acides à une autre base. Soient A et B deux acides pris en quantité convenable pour saturer une quantité de base a, on aura deux sels neutres Aa, Ba. Soit maintenant une nouvelle base b capable de saturer A et de faire un sel neutre Ab ; Wenzel nous a appris à prévoir qu’elle saturerait aussi B et produirait un sel neutre Bb.

Les travaux de Wenzel furent à peine remarqués par les chimistes de son temps et tombèrent bientôt dans un profond oubli. Près de vingt ans s’écoulèrent sans que cette question de la proportionalité des quantités d’acides ou de bases saturant un même poids d’une base ou un acide, fût traitée de nouveau. Un chimiste de Berlin, Richter, y ramena l’attention. Dans un ouvrage intitulé : Stœchiométrie ou Art de mesurer les éléments chimiques (1792–1802), il explique, comme Wenzel, le phénomène de la permanence de la neutralité après les décompositions réciproques des sels neutres. C’est à Richter qu’on doit les premières tables d’équivalents. Elles sont relatives à la saturation réciproque des acides et des bases, et comprennent deux espèces de séries. Les premières indiquent les quantités de base qui neutralisent mille parties d’un acide, d’acide sulfurique, par exemple. Les secondes indiquent les quantités d’acide nécessaires pour saturer mille parties d’une base telle que la potasse et la chaux. Richter avait cru voir que les nombres équivalents des bases faisaient partie d’une progression arithmétique, tandis que les équivalents des acides appartenaient à une progression géométrique. Cette idée théorique erronée le conduisit malheureusement à corriger après coup les résultats numériques qu’il avait obtenu par l’expérience ; aussi, s’écartent-ils notamment des nombres exacts. Le grand titre du chimiste prussien est d’avoir remarqué le premier la constance des raports suivant lesquels les métaux se substituent les uns aux autres lorsqu’ils se précipitent de leurs dissolutions salines, et d’avoir ainsi fourni une nouvelle base à la doctrine des équivalents chimiques. Il fit voir que, dans les sels neutres du même genre, il y a deux nombres constants, celui qui représente l’acide, et celui qui représente l’oxygène de la base, et un nombre variable, celui qui exprime le poids du métal, en d’autres termes que les quantités d’oxydes nécessaires pour saturer un même poids d’un acide donné renferment la même quantité d’oxygène. Ainsi, pour la composition des azotates d’argent, de cuivre, de fer, de zinc, de plomb, etc., on trouve :

acide azotique.	oxygène de la base.	métal
677	100	1350	argent
677	100	396	cuivre
677	100	330	fer
677	100	403	zinc
677	100	1294	plomb

Les observations de Wenzel et de Richter ne s’appliquaient qu’aux sels neutres ; malgré leur importance, elles étaient insuffisantes pour fonder la théorie générale des proportions chimiques. « En tout temps, dit très-bien Auguste Comte, l’idée de neutralisation parfaite a dû, sans doute, rappeler inévitablement aux chimistes celle d’une proportion unique, en deçà et au delà de laquelle la neutralité était rompue. Ainsi, autant il est naturel que la doctrine des proportions chimiques ait commencé par l’étude des sels neutres, autant leur considération isolée eût été nécessairement insuffisante pour provoquer la formation de cette doctrine générale. » Il appartenait à Berthollet et à Proust de fixer l’attention sur la question générale des proportions dans l’ensemble des phénomènes chimiques.

Dans sa Statique chimique, Berthollet admit l’existence de proportions déterminées pour certains composés de tous les ordres ; mais il prétendit que les conditions de cette propriété étaient purement physiques ou mécaniques, et que les combinaisons de la chimie se faisaient dans toutes les proportions, quand le pouvoir de l’affinité n’était limitée par aucune cause susceptible de soustraire à son influence ultérieure le produit de la réaction. Proust soutint, au contraire, que l’existence des proportions invariables était essentielle, inhérente à l’affinité même, et que, dans les combinaisons, tout se faisait par sauts brusques. Il montra qu’un même métal ne donnait qu’un petit nombre d’oxydes et de sulfures vraiment distincts ; que les oxydes intermédiaires, tels que le minium, pouvaient être assimilés aux combinaisons salines. Par la découverte des hydrates, il fit disparaitre nombre d’oxydes mal établis, basés sur des simples variations de couleurs, et qui n’étaient autre chose que des hydrates plus ou moins purs.

Placés à des points de vue si opposés, Proust et Berthollet ne pouvaient demeurer longtemps en présence sans discussion. Aussi, s’engagea-t-il bientôt, entre ces deux antagonistes, une longue et savante querelle, qui aboutit au triomphe de la doctrine des proportions définies. « Chacun des adversaires, dit M. Dumas, apporte des puissants motifs en sa faveur ; chacun raisonne serré ; chacun expérimente. D’abord, les armes sont égales, et les deux adversaires s’en servent avec un égal avantage ; l’issue du débat démeure tout à fait incertaine. Mais Berthollet, parti dans cette circonstance d’une idée fausse, se trouve engagé dans une mauvaise route : il devient de plus en plus obscur, embarrasé, confus. A mesure que la discussion s’avance, on le voit s’épuiser en effort inutiles, et son génie demeure impuissant. Proust, au contraire, dont le point de vue est juste, se sent de plus en plus fort ; il marche porté par le vrai ; plus le débat se prolonge, plus sa pensée s’élève, plus les faits qu’il découvre parlent haut en sa faveur, jusqu’à ce qu’il demeure complètement maître du terrain. Oui, s’écrie-t-il enfin, tous les corps de la nature ont été faits à la balance d’une sagesse éternelle. Tout ce que nous pouvons faire, c’est de les imiter en retombant dans ce pondus naturæ, dans ces rapports qu’elle a fixés à jamais. Nous pouvons créer des combinaisons, sans doute, mais des combinaisons prévues dans l’ordre général de la nature, et non pas des combinaisons infinies et variables au gré de nos désirs. Quand vous croyez combiner les corps en proportions arbitraires, pauvres myopes, ce ne sont que des mélanges que vous faites et dont vous ne savez pas distinguer les parties ; ce sont des monstres que vous créez et que vous ne savez pas disséquer.

En examinant les travaux de Proust, on est surpris qu’il n’ait pas été conduit, par ses observations, à reconnaitre la loi des équivalents et celle des proportions multiples. S’il passa, pour ainsi dire, à côté de ces lois sans les voir, c’est qu’au lieu d’établir ses résultats analytiques en prenant pour terme constant le poids d’un ou de l’autre des composants, ce qui lui eût permis de saisir les rapports naturels des nombres, il choisit toujours pour terme constant le poids du composé. Si, par exemple, au lieu d’exprimer la composition des oxydes d’étain, en disant que 100 parties du deutoxyde contenaient 78 parties d’étain et 22 parties d’oxygène, et que 100 parties du protoxyde renfermaient 87 d’étain et 13 d’oxygène, il avait compté la quantité d’oxygène combinée avec 100 parties du métal, dans les deux cas il eût trouvé 28 pour le bioxyde et 14 pour le protoxyde ; certainement il aurait remarqué que le premier nombre était double du second. D’autres analyses, calculées de la même manière, lui aurait donné lieu de faire des observations semblables. Avec son opinion si bien arrêtée sur les limites des combinaisons, sur leur constance, sur leur simplicité, il n’eût pas manquer de généraliser ces remarques.

— Recherches de Dalton. C’est à Dalton que l’on doit d’avoir embrassé, le premier, dans une seule conception générale, l’ensemble des proportions chimiques. Ayant étudié la composition du gaz oléfiant et celle du gaz des marais, il reconnut que, pour la même quantité de carbone, le dernier contient exactement le double de la quantité d’hydrogène qui est contenue dans le premier. Il fit des observations analogues concernant la composition de l’oxyde de carbone et de l’acide carbonique et celle des composés oxygénés de l’azote : il établit la loi des proportions multiples.

Cette loi peut être énoncée de la manière suivante : lorsque deux corps simples ou composés forment ensemble plusieurs combinaisons, le poids de l’un d’eux étant considéré comme constant, les poids de l’autre varient suivant des rapports très-simples. Ainsi, l’azote forme avec l’oxygène cinq combinaisons ; si l’on en prend des quantités telles que toutes renferment le même poids d’azote, les poids de l’oxygène seront entre eux comme les nombres 1, 2, 3, 4, 5. En effet

		Azote.	Oxyg.
Le protoxyde d’azote	renferme sur	175 gr.	100 gr.
Le bioxyde d’azote	—	175	200
L’acide azoteux	—	175	300
L’acide hypoazotique	—	175	400
L’acide azotique	—	175	500

Dalton ne s’arrêta pas aux faits ; il vit que les résultats observés par Wenzel, par Richter, par Proust et par lui-même peuvent tous être conçus comme découlant d’un principe unique, et qu’il suffit, pour s’en rendre parfaitement compte, de faire revivre l’ancienne hypothèse des atomes, en lui donnant un sens précis. Que l’on suppose à chaque espèce de matière ses atomes propres possèdant un poids invariable ; que l’on conçoive ces atomes se juxtaposant sans jamais se confondre pour former les composés, et recouvrant, au moment de leur séparation, toute leurs propriétés premières pour reproduire les éléments ; à l’instant, les phénomènes chimiques se peignent à l’esprit de la manière la plus nette. La loi des proportions, multiples surtout, trouve dans l’insécabilité des atomes une explication très-naturelle, précisément parce qu’elle en serait une conséquence nécessaire. Il est facile de voir, en effet, que si deux substances peuvent se combiner en plusieurs proportions distinctes, les quantités pondérales de l’une d’elles, qui correspondront dans les divers composés à un même poids de l’autre, devront, dans l’hypothèse atomistique, suivre la série des nombres entiers, puisque ces composés resulteront ainsi de l’union d’un atome de la seconde substance avec un, deux ou trois, etc. atomes de la première.

Dalton admit donc que le poids atomique d’un corps composé était formé par la somme des poids atomiques des éléments, et que les proportions définies, suivant lesquelles se combinent les corps composés, acides et bases, ne représentent que les rapports invariables de leurs poids atomiques. Mais ces poids atomiques n’ont pas une valeur absolue : ils ne représentent autre chose que les rapports suivant lesquels les corps se combinent. Il fallait donc choisir une unité comme terme de comparaison. Dalton rapporta tous les poids atomiques à celui de l’hydrogène qu’il posa = 1.

Dans son ouvrage intitulé : Nouveau système de philosophie chimique, et qui parut en 1808, il donna la table suivante :

substances.	poids atomiques.	nombres exacts.
Hydrogène	1,0	1,0
Azote	5,0	7,0
Carbone	5,0	6,0
Oxygène	7,0	8,0
Soufre	13,0	16,0
Magnésie	20,0	20,0
Chaux	23,0	28,0
Soude	28,0	31,0
Potasse	42,0	47,1
Strontiane	46,0	51,8
Baryte	68,0	76,5
Fer	38,0	28,0
Zinc	56,0	32,6
Cuivre	56,0	31,7
Plomb	95,0	103,5
Argent	100,0	108,0
Platine	100,0	98,7
Mercure	167,0	100,0

On voit que, pour un certain nombre de corps, les nombres de Dalton se rapproche sensiblement des nombres exacts.

— Distinction entre les atomes et les équivalents. Dans les premières années de ce siècle, les chimistes se servaient à peu près indifféremment des expressions équivalents et poids atomiques : la première exprimait le fait expérimental ; la seconde, la cause supposée du fait, l’explication suggérée par la raison. Du reste, équivalents et poids atomiques avaient en réalité la même valeur et représentaient les mêmes rapports. La loi de Gay-Lussac sur les volumes des gaz qui se combinent, découverte en 1808, conduisit à séparer les atomes des équivalents. Après avoir trouvé, en 1805, avec A. de Humboldt, que l’hydrogène et l’oxygène se combinent exactement dans le rapport de 2 volumes du premier gaz et 1 volume du second, Gay-Lussac généralisa cette observation et montra qu’il existe un rapport simple, non-seulement entre les volumes de deux gaz qui se combinent, mais encore entre la somme des volumes de gaz qui entrent en combinaison et le volume qu’occupe la combinaison prise en état gazeux. Ainsi :

2 vol. d’hydrogène combinés avec 1 vol. d’oxygène donnent 2 vol. de vapeur d’eau ;

2 vol. d’azote combinés avec 1 vol. d’oxygène donnent 2 vol. de protoxyde d’azote ;

3 vol. d’hydrogène combinés avec 1 vol. d’azote donnent 2 vol. de gaz ammoniac.

Dans les deux premiers exemples, il y a condensation d’un tiers ; dans le troisième, condensation de la moitié. Dans le bioxyde d’azote et dans l’acide chlorhydrique, nous avons les volumes égaux des deux gaz composants unis sans condensation.

« La découverte de Gay-Lussac, dit M. Wurtz, a une portée immense. Si l’on peut admettre, avec Dalton, que les proportions définies suivant lesquelles les corps se combinent représentent le poids de leurs atomes ; s’il est constant, d’après Gay-Lussac, que les volumes suivant lesquels les gaz s’unissent sont entre eux dans des rapports simples et invariables, il est clair que les poids relatifs de ces volumes, c’est-à-dire les densités, doivent représenter les poids relatifs des atomes. Il en résulte que pour trouver les poids relatifs des atomes des gaz simples, il suffit de déterminer et de comparer leur densités. C’est là une conséquence immédiate de la loi de Gay-Lussac ; et elle est importante à deux points de vue, d’abord en donnant un nouveau moyen pour la détermination ou pour le contrôle des poids atomiques, et puis en conduisant les chimistes à établir une distinction entre la notion des poids atomiques et celle des équivalents. Jusque-là, on les avait confondues. Dorénavant, une telle confusion n’était plus possible. »

Dalton envisageait l’eau comme formée de 1 atome d’hydrogène et de 1 atome d’oxygène. Mais comme l’hydrogène se combine avec l’oxygène dans le rapport de 2 volumes à 1 volume, si l’on admet que les poids atomiques sont proportionnels aux densités, il faut admettre aussi que la combinaison s’accomplit dans le rapport de 2 atomes à 1 atome. En effet, les densités de l’hydrogène et de l’oxygène sont entre elles : : 1 : 16, et non pas : : 1 : 8 ; et, puisque la combinaison des deux corps s’effectue dans le rapport de 1 : 8 ou de 2 : 16, il en résulte évidement que l’eau est formé de 2 atomes d’hydrogène et de 1 atome d’oxygène. Cette conséquence est inévitable si l’on admet la proportionnalité entre les poids atomiques et les densités. Et comment ne pas l’admettre, si l’on se rappelle que les gaz sont tous également compressibles, également dilatables ? Pourquoi les variations qu’éprouve un gaz dans son volume, par les changements de pression ou de température, sont-elles indépendante de sa nature ? Pourquoi cette identité dans les effets produits par les forces physiques sur tous les différents corps gazeux, identité qui n’existe plus pour les corps solides et liquides ? Ce ne peut être que le résultat d’un même mode de constitution propre à toutes les matières gazeuses. Pour concevoir cette similitude de constitution, il est naturel d’admettre, avec Ampère, que leurs atomes sont placés à la même distance quand les circonstances sont les mêmes, et que les volumes égaux de deux gaz renferment le même nombre d’atomes.

— Travaux de Berzélius relatifs à la théorie atomique. Guidé par la conception générale de Dalton, Berzélius entreprit le premier, une vaste étude expérimentale de l’ensemble des points importants relatifs à la chimie numérique. Il commença ses travaux dès 1808, et en 1815 il était en mesure de donner une table des poids atomiques, fondée sur ses propres déterminations, et bien plus exacte que celle de ses devanciers. Il prit pour unité le poids atomique de l’oxygène qu’il posa = 100 ; celui de l’hydrogène était = 6,24. Ici apparaît clairement l’influence des découvertes de Gay-Lussac sur la fixation des poids atomiques. En effet, le rapport des poids atomiques 100 : 6,24, ou 16 : 1, est celui des densités. Dalton avait donné pour les poids atomiques de l’oxygène et de l’hydrogène 7 et 1 ; Wollaston, 10 et 1,32 ou 7,56 et 1. Ces nombres de Dalton et de Wollaston, qui représentent les rapports pondéraux suivant lesquels l’oxygène se combine avec l’hydrogène, sont ce qu’on a nommé des équivalents ; les nombres de Berzélius, qui expriment les rapports pondéraux existant entre volumes égaux d’hydrogène et d’oxygène, sont de vrais poids atomiques.

Cette distinction des atomes et des équivalents se montre plus clairement encore dans la notation de Berzélius. Dalton représentait la composition de l’eau par le symbole dans lequel marque 1 atome d’hydrogène et 1 atome d’oxygène. Berzélius exprimait cette composition par la formule H²O dans laquelle H² représente 2 atomes d’hydrogène et O représente 1 atome d’oxygène. Ainsi son atome d’hydrogène ne représentait que la moitié d’un équivalent d’hydrogène ; il appelait cet équivalent atome double et l’exprimait par le symbole barré H, indiquant par là que les deux atomes d’hydrogène H étaient pour ainsi dire inséparables parce qu’ils entraient ensemble en combinaison.

Dans les tables que Berzélius nous a laissées, on voit figurer, indépendamment des poids atomiques simples, des poids atomiques doubles, qui représentent les rapports pondéraux suivant lesquels les corps se combinent, c’est-à-dire les équivalents. Voici les nombres de Berzélius :

	poids atomiques. $\overbrace{ \begin{matrix} & & & & & & \end{matrix} }$		équivalents. $\overbrace{ \begin{matrix} & & & & & & \end{matrix} }$
	Symb.		Symb.
Oxygène	O	100,0000	O	100,000
Hydrogène	H	6,2400	H	12,480
Azote	N	87,5300	N	175,060
Fluor	Fl	117,7170	Fl	235,435
Chlore	Cl	221,6400	Cl	443,280
Brome	Br	499,8100	Br	999,620
Iode	I	792,9960	I	1585,992
Soufre	S	200,7500	S	200,750
Sélénium	Se	495,2850	Se	495,285
Tellure	Te	801,7600	Te	801,760
Phosphore	P	196,0205	P	392,041
Arsenic	As	469,4000	As	938,800
Carbone	C	75,1200	C	75,120
Bore	Bo	136,2040	Bo	136,204
Silicium	Si	277,7780	Si	277,778
Potassium	K	488,8560	K	488,856
Sodium	Na	289,7290	Na	289,729
Lithium	Li	81,6600	Li	81,660
Calcium	Ca	251,6510	Ca	251,651
Barium	Ba	855,2900	Ba	855,290
Strontium	Sr	545,9290	Sr	545,929
Magnésium	Mg	158,1400	Mg	158,140
Aluminium	Al	170,9000	Al	341,800
Glucinium	Gl	87,1240	Gl	174,248
Zirconium	Zr	419,7280	Zr	839,456
Manganèse	Mn	344,6840	Mn	344,684
Chrome	Cr	328,8700	Cr	328,870
Uranium	U	742,8750	U	742,875
Fer	Fe	350,5270	Fe	350,527
Cobalt	Co	368,6500	Co	368,650
Nickel	Ni	369,3300	Ni	369,330
Zinc	Zn	406,5910	Zn	406,591
Cadmium	Cd	696,7670	Cd	696,767
Cuivre	Cu	395,6000	Cu	395,600
Plomb	Pb	1294,6450	Pb	1294,645
Bismuth	Bi	1330,3770	Bi	2660,754
Etain	Sn	735,2940	Sn	735,294
Titane	Ti	301,5500	Ti	301,550
Tungstène	W	1188,3600	W	1188,360
Molybdène	Mo	596,1000	Mo	596,100
Antimoine	Sb	806,4520	Sb	1612,903
Mercure	Hg	1251,2900	Hg	1251,290
Argent	Ag	1349,6600	Ag	1349,660
Rhodium	R	651,6920	R	1303,924
Palladium	Pd	665,4770	Pd	665,477
Platine	Pl	1294,6450	Pl	1294,645
Iridium	Ir	1232,0800	Ir	1232,080
Osmium	Os	1242,6240	Os	1242,624
Or	Au	1129,1650	Au	2458,330

— Détermination des poids atomiques. Sur quels principes se fondait Berzélius pour déterminer les poids atomiques ? Nulle difficulté pour les acides, les bases et les sels ; la proportionnalité de tous ces corps s’établissait sans peine en partant de la neutralité comme d’un terme fixe et qui les rendait toujours comparables. Mais comment comparer entre eux des corps simples ? quelle propriété permettait de les rendre proportionnels ? La difficulté était grave pour nombre de cas, par exemple pour les métaux qui présentent plusieurs degrés d’oxydation. Fallait-il adopter la quantité du métal du premier degré ou celle du second ? Berzélius prenait, en général, pour le poids atomique d’un métal, la quantité de ce métal qui se combine avec 100 d’oxygène pour former un protoxyde. Néansmoins, il dévia de cette règle pour un certain nombre de corps ; ainsi, il admit que les poids atomiques du cuivre et du mercure sont représentés par les quantités de ces métaux qui se combinent avec 100 d’oxygène pour le second degré d’oxydation. Il fut conduit à cette dérogation de la règle, purement conventionnelle, qu’il suivait généralement, par deux découvertes importantes, qui ont exercé une influence marquée sur le développement de la théorie atomique, celle de Dulong et Petit (1819), concernant les relations qui existent entre la chaleur spécifique des corps simples et leurs poids atomiques, et celle de l’isomorphisme (1820) due à Mitscherlich.

Dulong et Petit ont montré que la chaleur spécifique des corps simples est en raison inverse de leurs poids atomiques, de telle sorte que si l’on multiplie ces deux quantités l’une par l’autre on obtient un produit constant. « C’est là, dit M. Wurtz, un résultat fort inattendu, et qu’on pouvait regarder comme une confirmation éclatante de l’hypothèse des atomes. » Evidemment, cette relation entre les poids atomiques et les chaleurs spécifiques supposait la connaissance préalable de certains poids atomiques admis sur d’autres bases. Mais la loi une fois établie, on pouvait s’en servir pour déterminer les poids d’atomes que d’autres considérations ne permettaient pas de fixer, ou qui n’avait pas été fixés que d’après une convention arbitraire. En effet, puisque le produit du poids atomique par la chaleur spécifique doit toujours donner un nombre constant et connu, il suffit de diviser ce nombre constant par la chaleur spécifique pour avoir le poids atomique.

Voici les résultats obtenus par Dulong et Petit :

corps simples.	chaleur spécifique.	poids des atomes.	produit du poids atomique par la chaleur spécifique.
Soufre	0,1880	201,15	0,3790
Or	0,0298	1243,00	0,3704
Platine	0,0314	1215,20	0,3816
Etain	0,0514	735,30	0,3779
Bismuth	0,0288	1330,40	0,3835
Cuivre	0,0949	395,70	0,3755
Plomb	0,0293	1294,50	0,3793
Zinc	0,0927	403,20	0,3738
Nickel	0,1035	369,70	0,3826
Fer	0,1100	339,20	0,3731

La loi de l’isomorphisme n’est pas moins importante que la loi des chaleurs spécifiques pour la détermination des poids atomiques. Gay-Lussac avait observé qu’un cristal d’alun à base de potasse, transporté dans une dissolution d’alun à base d’ammoniaque, y grossissait sans que sa forme se modifiât, et pouvait ainsi se recouvrir de couches alternatives des deux aluns, en conservant sa régularité et son type cristallin. Des faits analogues avaient été remarqués par M. Beudant. Mitscherlich approfondit ces observations, et précisa les conditions dans lesquelles deux substances peuvent se substituer l’une à l’autre dans un cristal sans en altérer la forme. Il fit voir que cette substitution mutuelle dans un même cristal de deux corps différents vient de l’identité de forme cristalline, de l’isomorphisme de ces deux corps, et que cet isomorphisme traduit l’analogie de leur composition atomique. De là cette conséquence : toutes les fois que deux formes sont isomorphes, leur composition doit être exprimée par des formules analogues. Le sulfate de fer et le sulfate de cuivre peuvent cristalliser ensemble ; donc ils possèdent la même structure atomique. Nous savons que le sulfate de fer renferme 1 atome de fer ; donc le sulfate de cuivre renferme également 1 atome de cuivre ; donc il faut prendre pour poids atomique du cuivre la quantité de ce métal qui se combine avec 1 atome d’oxygène, pour former le second oxyde de cuivre, c’est-à-dire l’oxyde cuivrique.

— Notation en équivalents. La doctrine atomique de Berzélius, bien qu’appuyée sur les découvertes de Gay-Lussac, de Dulong et Petit et de Mitscherlich, avait un point faible : c’était l’idée des atomes doubles. Pourquoi admettre, disait Gmelin, que les équivalents de l’hydrogène, du chlore, du brome, etc., sont formés par des atomes doubles, alors que les atomes simples de ces corps n’existent en réalité dans aucune combinaison ? L’atome, c’est la plus petite quantité d’un corps qui entre dans un composé. Les équivalents des corps précédents représent donc des atomes, et il convient de prendre pour leurs poids atomiques des nombres doubles de ceux que Berzélius avait fixés d’après la considération des volumes. Les formules de l’eau, de l’acide chlorhydrique deviennent ainsi HO, HCl. « Elever de telles objections, dit très-bien M. Wurtz, c’était faire un pas en arrière, revenir aux idées de Dalton, sans tenir compte des découvertes de Gay-Lussac. » Cependant ce retour aux équivalents finit par prévaloir pendant les années 1843 et 1844. Les atomes, disait-on, ne sont, en définitive, qu’une hypothèse ; les équivalents sont une réalité. La notation en équivalents est donc préférable ; elle est plus conforme à l’esprit scientifique ; elle ne prétend pas scruter la nature des choses ; elle reste sur le terrain solide des faits. M. Dumas terminait une de ses leçons du Collège de France, sur la philosophie chimique, par les paroles suivantes : « Tant que les tables atomiques ont été formées en partie d’après les lois de Wenzel et de Richter, en partie par de simples tâtonnements, elles ont laissé bien des doutes dans les meillieurs esprits. C’est pour sortir de cette situation que l’on a essayé de tirer les poids atomiques de la densité des corps simples à l’état de vapeur, de leur chaleur spécifique, de leur forme cristalline. Mais il ne faut pas oublier que la valeur des caractères tirés de ces propriétés ne saurait avoir rien d’absolu… En résumé, que nous reste-t-il de l’ambitieuse excursion que nous nous sommes permise dans la région des atomes ? Rien, rien de nécessaire du moins. Ce qui nous reste, c’est la conviction que la chimie s’est égarée là, comme toujours, quand, abandonnant l’expérience, elle a voulu marcher sans guide au travers des ténèbres. L’expérience à la main, vous trouvez les équivalents de Wenzel, les équivalents de Mitscherlich, mais vous cherchez vainement les atomes tels que votre imagination a pu les rêver en accordant à ce mot, consacré malheureusement dans la langue des chimistes, une confiance qu’il ne mérite pas. Ma conviction, c’est que les équivalents des chimistes, ceux de Wenzel, ceux de Mitscherlich, ne sont autre chose que des groupes moléculaires. Si j’en était le maître, j’éffacerais le mot atome de la science, persuadé qu’il va plus loin que l’expérience ; et jamais, en chimie, nous ne devons aller plus loin que l’expérience. »

Grâce à l’influence de ces idées positives, la notation atomique fut abandonnée, et la notation en équivalents universellement adoptée ; beaucoup de chimistes se servent encore aujourd’hui de cette dernière. Voici un tableau des équivalents rapportés à l’hydrogène pris pour unité :

tableau des équivalents des corps simples.
Aluminium	12,7	Molybdène	48,0
Antimoine	122,0	Nickel	29,5
Argent	108,0	Niobium	48,8
Arsenic	75,0	Or	197,0
Azote	14,0	Osmium	99,6
Barium	68,5	Oxygène	8,0
Bismuth	210,0	Palladium	53,3
Bore	10,9	Phosphore	31,0
Brome	80,0	Platine	98,7
Cadmium	56,0	Plomb	103,5
Calcium	20,0	Potassium	39,1
Carbone	6,0	Rhodium	52,2
Cérium	46,0	Rubidium	85,4
Césium	130,0	Ruthénium	52,2
Chlore	35,5	Sélénium	39,7
Chrome	26,7	Silicium	14,0
Cobalt	29,5	Sodium	23,0
Cuivre	31,7	Soufre	16,0
Didymium	48,0	Strontium	43,8
Etain	59,0	Tantale	68,8
Fer	28,0	Tellure	64,0
Fluor	19,0	Thallium	204,0
Glucinium	4,7	Thorium	59,6
Hydrogène	1,0	Titane	25,0
Iode	127,0	Tungstène	92,0
Iridium	99,0	Uranium	60,0
Lanthane	46,4	Vanadium	68,6
Lithium	7,0	Yttrium	?
Magnésium	12,0	Zinc	32,6
Manganèse	27,5	Zirconium	44,8
Mercure	100,0

— Travaux de Gerhardt relatifs à la théorie atomique. — Distinction entre les équivalents et les molécules, entre les molécules et les atomes. Il est à remarquer que la notation en équivalents n’a jamais été appliquée d’une manière rigoureuse. Les bases polyacides telles que l’alumine ou l’oxyde ferrique, et les acides polybasiques tels que l’acide phosphorique, étaient représentés par des formules qui ne donnaient pas les véritables équivalents. On savait qu’un certaine quantité d’alumine sature trois équivalent d’acide sulfurique ; cette quantité d’alumine était improprement nommée un équivalent d’alumine ; car elle n’équivalait pas du tout à la quantité de potasse ou d’oxyde d’argent qui entre dans le sulfate de potasse ou dans le sulfate d’argent. Le véritable équivalent de l’alumine était la quantité de cette base qui sature un équivalent d’acide sulfurique. D’après la notation en équivalents, il aurait fallu donner pour formule à l’alumine Al^2/3O et non Al²O³, au sulfate d’alumine Al^2/3O,SO³ ou SAl^2/3O et non Al²O³3SO³. C’est ce que faisait Gay-Lussac, et en cela se montre la rigeur de son esprit. De même, un molécule d’acide phosphorique, qui sature trois équivalents d’oxyde d’argent, ne saurait équivaloir à une molécule d’acide acétique, qui ne sature qu’un équivalent de cette même base. Le véritable équivalent de l’acide phosphorique est la quantité de cet acide qui sature un équivalent d’oxyde d’argent. Aussi, les partisans des formules équivalentes auraient-ils dû écrire ^3/4PhO⁵ pour l’acide phosphorique, AgO^3/4PhO⁵ pour le phosphate d’argent.

Mais les chimistes qui refusaient de suivre Gay-Lussac dans cette voie pouvaient alléguer, pour justifier leur inconséquence, que la notation rigoureuse en équivalents ne remplirait qu’imparfaitement le but des formules chimique. « Les formules, dit M. Wurtz, ne doivent pas servir uniquement à représenter l’équivalence entre les corps. Elles sont faites pour marquer la complication des molécules, et lorsqu’elles interviennent pour peindre une réaction, elles doivent représenter les corps qui y entrent, ceux qui en sortent, en un mot, le mouvement moléculaire. La notation en équivalents est impuissante à cet égard. Elle voile des particularités fort importantes dans les réactions ou dans la constitution des corps. Lorsqu’elle représente le sulfate d’alumine par la formule Al^2/3O,SO³, elle ne fait point apercevoir la nature polyacide de l’alumine. »

Ces considérations devait conduire les chimistes à sentir l’insuffisance et les défauts de la notation en équivalents, en même temps qu’à séparer deux notions longtemps confondues, la notion de la molécule et celle de l’équivalent d’un corps composé. Il était évident que les mots molécule et équivalent, lorsqu’il s’agissait de l’alumine, du sulfate d’alumine, de l’acide phosphorique, du phosphate d’argent, etc., cessaient d’exprimer la même idée, le même rapport. Le mérite d’avoir clairement défini les mots atome, équivalent, molécule, appartient principalement à Gerhardt, dont nous allons brièvement exposer les travaux sur la théorie atomique.

Gerhardt revient à la notation atomique, mais il y introduisit des changements importants. Non-seulement, il dédoubla avec Berzélius les équivalents de l’hydrogène, du chlore, du brome, de l’iode, du fluor, de l’azote, du phosphore, de l’arsenic, pour en faire des poids atomiques, mais il fut conduit par la comparaison qu’il fit des oxydes métalliques avec l’eau, à étendre aux métaux eux-mêmes cette réduction des équivalents à la moitié. Une autre différence qui existe entre la notation de Gerhardt et celle de Berzélius, c’est que, dans la première, les formules des composés volatils ramènent tous ces corps, à peu d’exceptions près, au même volume de vapeur, tandis que les formules de Berzélius répondent tantôt à 2, tantôt à 4 volumes de vapeur. On en jugera par le tabelau suivant :

noms des composés.	notation de Berzélius.		notation de Gerhardt.
Eau	H²O	= 2 v.	H²O	= 2 v.
Hydrogène sulfuré	H²S	= 2 v.	H²S	= 2 v.
Acide chlorhydrique	H²Cl²	= 4 v.	HCL	= 2 v.
Acide iodhydrique	H²I²	= 4 v.	HI	= 2 v.
Ammoniaque	Az²H⁴	= 4 v.	AzH²	= 2 v.
Hydrogène phosphoré	Ph²H⁴	= 4 v.	PhH²	= 2 v.
Hydrogène arsénié	As²H⁴	= 4 v.	AsH²	= 2 v.
Gaz hypochloreux	Cl²O	= 2 v.	Cl²O	= 2 v.
Gaz hypochlorique	Cl²O⁴	= 4 v.	ClO²	= 2 v.
Protoxyde d’azote	Az²O	= 2 v.	Az²O	= 2 v.
Bioxyde d’azote	Az²O²	= 4 v.	AzO	= 2 v.
Acide hypoazotique	Az²O⁴	= 4 v.	AzO²	= 2 v.
Acide azotique	Az²O⁵H²O	= 4 v.	AzHO³	= 2 v.
Acide azotique	Az²H²O⁶	= ˶	AzHO³	= 2 v.
Azotates	Az²O⁵,RO	= 4 v.	AzRO³	= 2 v.
Azotates	AzRO{⁶	= ˶	AzRO³	= 2 v.
Acide sulfurique anhydre	SO³	= 2 v.	SO³	= 2 v.
Acide sulfurique	SO³,H²O	= ˶	SH²O⁴	= ˶
Acide sulfurique	SH²O⁴	= ˶	SH²O⁴	= ˶
Sulfates	SO³,RO	= ˶	SR²O⁴	= ˶
Sulfates	SRO⁴	= ˶	SR²O⁴	= ˶
Oxyde de carbone	CO	= 2 v.	CO	= 2 v.
Acide carbonique	CO²	= 2 v.	CO²	= 2 v.
Carbonates	CO²,RO	= ˶	CR²O³	= ˶
Carbonates	CRO³	= ˶	CR²O³	= ˶
Cyanogène	C²Az²	= 4 v.	C²Az²	= 2 v.
Acide cyanhydrique	C²Az²H²	= 4 v.	CAzH	= 2 v.
Acide acétique	C⁴H⁸O²	= 4 v.	C²H⁴O²	= 2 v.
Alcool	C⁴H¹²O²	= 4 v.	C³H⁸O	= 2 v.
Alcool	C⁴H¹²O	= 2 v.	C⁴H¹⁰O	= 2 v.

En comparant ces deux systèmes de formules, on remarque que les rapports entre les poids atomiques de l’hydrogène, de l’oxygène, de l’azote, du chlore, du carbone étant les mêmes dans les deux notations, les formules des composés qui renferment ces éléments sont nécessairement les mêmes, dans le cas où elles représentent les unes et les autres 2 volumes ; et que les formules de Berzélius sont nécessairement doubles des formules de Gerhardt, dans le cas où les premières représentent 4 volumes. Ainsi, pour Berzélius, la formule atomique de l’acide azotique est Az²O⁵,HO² ou Az²H²O⁶, c’est-à-dire exactement le double de celle qu’emploie Gerhardt, AzHO³. Pourquoi Berzélius employait-il ces formules doubles répondant à 4 volumes de vapeur ? Pourquoi Gerhardt n’a-t-il pas hésité à les dédoubler, afin de ramener tous les composés volatils au même volume ?

C’est qu’ils avaient une conception toute différente des combinaisons, des réactions chimiques ; et c’est cette différence dans la conception des combinaisons qui sépare la chimie dite unitaire de la chimie dite dualistique. D’après Berzélius, les corps composés se forment toujours par addition de leurs éléments, de telle sorte que, dans une combinaison, chacun des composants occupe une place distincte ; toute combinaison est essentiellement binaire, c’est-à-dire renferme toujours deux éléments simples ou composés eux-mêmes, lesquels se sont unis parce qu’ils étaient le siège de forces opposées et tendant par cela même à se neutraliser. Cette manière d’envisager les forces chimiques conduisait naturellement à les rapprocher des force électriques, à les expliquer par les forces électriques ; tel est, en effet, le système de Berzélius : c’est le dualisme, doublé de la théorie électro-chimique, sur lequel il s’appuie. On voit maintenant pourquoi Berzélius représentait l’acide azotique par la formule Az²O⁵,H²O. C’était pour lui une combinaison de seconde ordre, renfermant intégralement tous les éléments de l’acide azotique anhydre d’un côté, et de l’autre tous les éléments de l’eau. Le premier formait l’élément électro-positif, le second l’élément électro-négatif. Dédoubler une telle formule, c’était déranger toute l’économie de son système. Dans la formule simple AzHO³, où était l’eau, où était l’acide azotique anhydre ?

La chimie unitaire a changé tout cela. Pour Gerhardt, aucune combinaison ne s’accomplit par addition moléculaire ; toutes se font par substitution ; la double décomposition est la forme générale de toutes les métamorphoses chimiques. Ampère avait déjà appliqué cette idée à la combinaison du chlore avec l’hydrogène. Si, disait-il, 2 volumes de chlore, qui représentent 2 atomes, se combinent avec 2 volumes d’hydrogène, qui représentent également 2 atomes, pour former 4 volumes d’acide chlorhydrique, il est évident que 2 volumes de cet acide contiendront 1 volume ou 1 atome de chlore, et les 2 autres volumes l’autre atome de chlore ; et de même pour l’hydrogène. Par conséquent, il y a un échange entre les atomes d’hydrogène et de chlore, c’est-à-dire double décomposition.

HH + ClCl = HCl + HCl

Gerhardt, généralisant cette vue, l’étendit à toutes les combinaisons. Par leur complication moléculaire, les corps simples furent rapprochés des composés, et, comme les corps composés, purent se prêter aux doubles décompositions ; le chlore libre devint du chlorure de chlore (ClCl), l’hydrogène libre de l’hydrure d’hydrogène (HH), le cyanogène libre du cyanure de cyanogène (CyCy) ; le terme molécule prit un sens très-net, distinct de celui du mot atome. Qu’est-ce que l’atome pour Gerhardt ? C’est la plus petite quantité d’un élément qui puisse exister dans un corps composé comme masse indivisible par les forces chimiques. Qu’est-ce que la molécule pour Gerhardt ? C’est un groupe d’atomes formant la plus petite quantité d’un corps simple ou composé qui puisse exister à l’état libre, entrer dans une réaction ou en sortir. Dans toutes les réactions chimiques, ce sont les molécules qui entrent en conflit et échangent leurs atomes à manière à donner naissance à de nouvelles molécules. Lorsque l’hydrogène se combine avec l’oxygène, il attaque une molécule d’oxygène qui se dédouble et se convertit en deux molécules d’eau.

OO + 2HH = H²O + H²O

Lorsque l’acide acétique se combine avec l’oxyde d’argent, il y a échange d’éléments entre deux molécules d’acide et une molécule d’oxyde d’argent : de l’eau et de l’acétate d’argent se forment par double décomposition.

2C²H⁴O² + Ag²O = 2C²(H³Ag)O² + H²O

Ainsi, l’acétate d’argent qui, suivant Berzélius, renferme tous les éléments d’une molécule d’argent, renferme, pour Gerhardt, un seul atome d’argent, qui s’est substitué à un seul atome d’hydrogène, dans une molécule d’acide acétique.

— Nouveau système de poids atomiques. Nous avons vu que Gerhardt, en raison de l’analogie qu’il avait cru reconnaître entre les protoxydes métalliques et l’eau, avait dédoublé les équivalents des métaux pour obtenir leurs poids atomiques. Les recherches récentes de M. Regnault sur la loi de Dulong et Petit, en ramenant l’attention sur l’importance et la généralité de cette loi, ont montré que Gerhardt était allé trop loin dans sa réforme, et que le dédoublement des équivalents ne devait s’appliquer qu’au potassium, au sodium, à l’argent et au lithium. Ainsi, Gerhardt supposait que les protoxydes métalliques possèdent la composition atomique de l’eau H²O. Les expériences de M. Regnault commandent de restreindre cette supposition aux oxydes des métaux alcalins et à l’oxyde d’argent, dont les formules deviennent K²O (oxyde de potassium), Na²O (oxyde de sodium), Li²O (oxyde de lithium), Ag²O (oxyde d’argent). Les autres oxydes à 1 atome d’oxygène renferment non pas 2 atomes, mais 1 atome de métal, et leur composition doit s’exprimer par la formule générale RO, et non pas R²O. De là un changement notable introduit par les chimistes contemporains dans le système des poids atomiques de Gerhardt. Le tableau suivant permet de comparer les nouveaux poids atomiques avec ceux de Berzélius (rapportés à l’hydrogène) et avec ceux de Gerhardt.

noms des éléments.	nouveaux poids atomiques.	poids atomiques de Berzélius.	poids atomiques de Gerhardt.
Hydrogène	1,0	1,00	1,00
Oxygène	16,0	16,00	16,00
Azote	14,0	14,02	14,00
Chlore	35,5	35,52	35,50
Brome	80,0	80,09	80,00
Iode	127,0	127,08	127,00
Fluor	19,0	18,70	19,00
Soufre	32,0	32,17	32,00
Sélénium	79,5	79,37	79,50
Tellure	129,0	128,48	129,00
Phosphore	31,0	31,41	31,00
Arsenic	75,0	75,22	75,00
Carbone	12,0	12,04	12,00
Bore	11,0	21,82	11,00
Bore	11,0	dont la 1/2 = 10,91	11,00
Silicium	28,0	44,51	˶
Silicium	28,0	dont les 2/3 = 29,66	˶
Zirconium	89,6	67,26	˶
Zirconium	89,6	dont la 4/3 = 89,6	˶
Potassium	39,1	78,47	39,00
Sodium	23,0	46,43	23,00
Lithium	7,0	13,08	7,00
Argent	108,0	216,29	108,00
Barium	137,0	137,06	68,50
Strontium	87,5	87,48	43,75
Calcium	40,0	40,32	20,00
Magnésium	24,0	25,34	12,00
Aluminium	27,0	27,39	13,75
Manganèse	55,0	55,23	27,50
Chrome	53,5	52,70	26,25
Uranium	120,0	118,88	60,00
Fer	56,0	56,17	28,00
Cobalt	59,0	59,07	29,50
Nickel	59,0	59,19	29,50
Zinc	65,2	65,16	32,60
Cadmium	112,0	111,66	5600
Cuivre	63,5	63,39	31,75
Plomb	207,0	207,47	103,50
Bismuth	210,0	213,20	210,00
Etain	118,0	117,83	59,00
Titane	50,0	48,30	25,00
Tungstène	184,0	190,44	92,00
Molybdène	96,0	95,53	48,00
Vanadium	68,6	137,32	˶
Antimoine	122,0	129,24	122,00
Mercure	200,0	200,52	100,00
Rhodium	104,4	104,48	˶
Palladium	106,6	106,64	˶
Platine	197,5	197,44	98,50
Iridium	198,0	197,44	98,50
Ruthénium	104,4	˶	˶
Osmium	199,2	199,13	˶
Or	197,0	196,98	˶

M. Wurtz, auquel nous empruntons ce tableau ainsi que les précédents, a démontré, dans ses Leçons de philosophie chimique, que le nouveau système des poids atomiques est mieux en harmonie que tous les autres avec les diverses données qui servent de critérium pour la détermination de ces poids (densités des vapeurs, chaleurs spécifiques, isomorphisme).

— De l’atomicité. L’idée de l’atomicité ou de l’équivalence des atomes est né des développements de la théorie atomique. Contenu en germe dans la loi des proportions multiples, et surtout dans les lois de Gay-Lussac relatives aux rapports volumétriques qui président aux combinaisons des corps gazeux, il s’établit peu à peu dans la science lorsque l’idée d’échange atomique, de substitution, de double décomposition eut été pleinement généralisée. C’est surtout les travaux de MM. Wurtz, Kékulé, Odling, etc., qui l’y ont introduit. Qu’est-ce que l’atomicité ? C’est la puissance de combinaison, la capacité de saturation, la valeur de substitution que possède un radical simple ou composé. Développons cette définition.

Les chimistes appellent radical tout atome ou tout groupe d’atomes susceptibles soit de se transporter d’un composé dans l’autre par voie de double décomposition, soit d’exister à l’état de liberté et d’entrer directement en combinaison. Si le radical est constitué par un simple atome, on le dit radical simple ; s’il est constitué par un groupe atomique jouant le même rôle qu’un atome simple, on l’appelle radical composé. Les formules suivantes permettent de se faire une idée claire de ce qu’on entend par radicaux :

Acide chlor- hydrique.		Hydrate de potasse.				Chlorure de potassium.		Eau.
H Cl	+	K H	$\Big\rbrace$	O	=	K Cl	+	H H	$\Big\rbrace$	O

Les atomes H, Cl et K sont des radicaux simples, parce qu’ils se sont transportés d’un composé dans l’autre par voie de double décomposition, et qu’ils ne renferment chacun qu’un seul atome. Le résidu HO de la molécule de potasse, s’étant également transporté de la même manière, doit être appelé radical composé, bien qu’il ne soit point isolable.

Il faut noter maintenant la synonymie des expressions puissance de combinaison, capacité de saturation, valeur de substitution, par lesquelles nous définissons l’atomicité. Ces expressions nous éloignent singulièrement du dualisme et de la théorie électro-chimique. Se combiner avec un atome, ou s’y substituer, est, pour les chimistes unitaires, chose absolument semblable. « Tout corps stable, dit M. Naquet, peut être considéré comme un édifice moléculaire en équilibre. Or, dans une molécule, chaque atome représente représentant une force, il faut absolument, pour qu’il y ait équilibre, que la résultante des forces provenant de tous les autres atomes lui soit égale et contraire. Si nous considérons la molécule d’alcool C²H⁶O, nous ne pouvons pas en concevoir l’équilibre qu’à la condition que la force représentée par un des 9 atomes qui la constituent soit exactement équilibrée par la résultante des forces représentées par les 8 autres atomes. Ainsi, C²H⁶ doit représenter la même force que O ; C²H⁵O la même force que H ; C la même force que CH⁶O. »

Déterminer l’atomicité d’un corps, c’est déterminer la plus grande puissance de combinaison de ce corps, c’est-à-dire le nombre maximum d’atomes avec lesquels il peut se combiner ou auxquels il peut se substituer. 1 atome de chlore se combine avec 1 seul atome d’hydrogène ; 1 atome d’oxygène avec 2 atomes d’hydrogène ; 1 atome de bore avec 3 atomes de chlore ; 1 atome de carbone avec 4 atomes d’hydrogène ou de chlore ; 1 atome de phosphore avec 5 atomes de chlore : nous disons que le chlore est monoatomique, l’oxygène biatomique, le bore triatomique, le carbone tétratomique, le phosphore pentatomique. Pour trouver l’atomicité d’un radical simple ou composé, il faut toujours le rapporter à un radical monoatomique, tel qu’hydrogène, chlore, brome, iode, etc. On ne saurait déduire l’atomicité d’aucun radical de l’étude des combinaisons qu’il forme avec les radicaux polyatomiques, car ceux-ci ont la propriété de s’accumuler indéfiniment dans les molécules. M. Kékulé explique et représente cette accumulation toujours possible d’une manière très-ingénieuse.

Soit, par exemple, un atome biatomique. M. Kékulé le représente par le symbole , qui indique deux centres d’attraction distincts, deux unités de force chimique, deux points d’attache de l’affinité. Il est clair que si à chacun de ces centres d’attraction, de ces points d’attache, vient s’adapter un atome monoatomique, l’atome biatomique sera saturé et incapable de se combiner avec quelque autre corps que ce soit ; la molécule résultante aura la forme . Mais si cet atome se combine par chacun de ses centres attractifs avec un des centres attractifs d’un autre atome biatomique comme lui, la molecule prend la forme où l’on voit qu’il reste en a et b deux centres attractifs non saturés. On pourrait ensuite avoir la forme et ainsi de suite, jusqu’à ce que deux atomes monoatomiques soient venus compléter, et, selon l’expression de M. Kékulé, fermer la molécule en lui donnant la forme ou .

Ainsi, les combinaisons avec des radicaux polyatomiques ne donnent aucune indication sur l’atomicité, et c’est toujours aux combinaisons avec les radicaux monoatomiques qu’il faut avoir recours pour déterminer cette dernière.

L’atomicité des radicaux s’exprime, dans la notation, en surmontant les symboles qui les représentent d’un certain nombre d’apostrophes. Pour rendre la lecture plus facile, on met ordinairement les chiffres romains IV, V, VI, etc., au lieu de 4, 5 apostrophes, etc. Quand le radical est monoatomique, on ne met aucun signe ; ainsi

Cl, Oʹʹ, Bʹʹʹ, C^iv, P^v

signifient chlore monoatomique, oxygène biatomique, bore triatomique, carbone tétratomique, phosphore pentatomique.

L’atomicité joue un grand rôle dans les spéculations chimiques ; elle permet d’établir des rapprochements très-curieux et souvent très-inattendus entre les radicaux organiques et les radicaux minéraux composés ou simples ; en nous rélévant la véritable cause de la complexité moléculaire des combinaisons du carbone, en nous montrant que cette complexité n’a rien de spécial, d’exceptionnel, elle supprime la barrière qui séparait la chimie organique de la chimie minérale ; elle fournit, pour les coprs simples et pour les corps composés, des éléments de classification dont l’importance ne saurait être méconnue ; elle nous rend compte des analogies d’après lesquelles M. Dumas avait distribué les métalloïdes en familles naturelles, et permet d’établir de pareils groupes parmi les métaux. V. Corps, Métalloïde, Métal.

IV. — Les atomes considérés au point de vue de la physique générale et de la critique philosophique. « L’idée fondamentale, dans la doctrine de Démocrite, d’Epicure et de Lucrèce, dit M. Gournot, celle qui consiste à tout expliquer dans les phénomènes du monde matériel par des combinaisons passagères d’atomes indestructibles et inaltérables, est encore l’idée qui règne dans la physique moderne, et sous l’empire de laquelle la science va s’organisant et se développant. Aucune des idées que l’antiquité nous a transmises n’a eu une plus grande, ni même une pareille fortune. Il faut que les inventeurs de la doctrine atomistique soient tombés de prime abord, ou sur la clef même des phénomènes naturels, ou sur une conception que la constitution de l’esprit humain lui suggère inévitablement dans les efforts qu’il fait pour saisir les principes de la nature. » Descartes, nous l’avons vu, concevait la matière comme un tout continu. Avec Newton, l’idée du vide et de l’action à distance s’établit dans la physique ; l’action à distance expliquait les grands phénomènes cosmiques ; il était naturel d’étendre cette explication à tous les phénomènes. Par l’étude de la porosité, de l’élasticité, du son, de la chaleur, des trois états, solide, liquide et gazeux, la physique était conduite aux forces moléculaires ; elle marchait à la rencontre de la chimie ; aussi l’hypothèse de Dalton trouva-t-elle dans les esprits un terrain bien préparé. De tous les faits nouveaux, de toutes les connaissances acquises, une conception nouvelle de la matière devait se dégager avec l’hypothèse de Dalton pour base. Cette conception fut formulée par Ampère.

Ampère admet trois modes de division des corps : division mécanique, division physique, division chimique, et, par la même, trois ordres de fragments matériels : les particules, mécaniquement indivisible, et dont l’état physique ne diffère pas de celui des corps qu’elles forment ; les molécules, qui sont les vrais composants des particules, et qui, à distances variables entre elles, affectent divers états d’équilibre auxquels correspondent les états physiques des corps, et, bien que plus ou moins composées elles-même, ne souffrent pourtant pas de division de la part des forces physiques ; enfin, les atomes, qui forment les molécules en se groupant et en se disposant, par des forces propres, en différentes figures polyédriques dont ils occupent les sommets. Les particules sont divisibles par les seules forces physiques ; les molécules, par les seules forces chimiques ; les atomes sont indivisibles mécaniquement, physiquement et chimiquement. Les atomes ne sont pas juxtaposés de manière qu’il y ait contact entre eux ; ils sont maintenus à certaines distances par des forces dont les unes sont attractives et les autres répulsives ; il en est de même des molécules. Nous pouvons nous représenter cette matière discontinue en réalité, bien que continue en apparence, en jetant les yeux sur ce qu’on appelle des nébuleuses résolubles. Ces nébuleuses se présentent au ciel comme des simples lueurs uniformément étendues, et sont, en réalité, composées d’une infinité de points divers peu éloignés les uns des autres, et qu’on n’aperçoit qu’à l’aide d’un instrument suffisamment puissant.

Si nous voulons approfondir cette conception de la matière discontinue, nous sommes conduits à nous demander ce qu’il faut entendre par l’indivisibilité de l’atome. Cette indivisibilité doit-elle être considérée comme absolue ou comme simplement relative aux forces de la nature ? La plupart des physiciens et des chimistes s’arrêtent, dans leurs speculations, à l’indivisibilité relative ; l’esprit positif leur défend d’aller au delà ; ce serait, disent les uns, vouloir pénétrer l’essence des choses, entrer dans la région des questions métaphysiques, c’est-à-dire inaccessibles. N’est-ce pas sur la divisibilité de la matière que porte la deuxième antinomie de Kant ? Les autres distinguent la divisibilité mathémathique et la divisibilité physique et chimique. On ne peut prétendre, disent-ils, que les atomes ne soient pas doués d’étendue. Si, avec des microscopes plus parfaits, on finissait par les apercevoir, on verrait des corpuscules analogues aux corps que nous connaissons, seulement plus petits ; mais ils jouiraient de toutes les propriétés de la matière. Or, toute étendue, par sa définition, suppose la divisibilité. L’atome est étendu, donc il est divisible mathémathiquement ; mais cette division, qui peut être conçue, ne peut être effectuée ; une force de la nature s’y oppose. Il y a là, entre concevoir la divisibilité et réaliser la division, une grande différence. Un exemple le fera comprendre : tous les corps s’attirent les uns les autres, d’après la loi de Newton ; il n’en est aucun qui ne soit soumis à la gravitation, et cependant nous concevons très-bien qu’il pourrait exister des corps qui ne s’attireraient pas. L’indivisibilité des atomes est, comme l’attraction universelle, une loi qui pourrait ne pas exister. Cela ne serait pas absurde en soi ; seulement la nature serait constituée autrement qu’elle ne l’est, et la matière serait autre chose que ce que nous entendons par ce mot.

Mais, répond une raison moins facile à satisfaire, vous imaginez l’atome semblable aux corps que nous connaissons ; à merveille ! A cela l’on n’a rien à dire, si c’est là simplement un moyen de fixer les idées ; vous voulez que les derniers éléments metériels possèdent les deux attributs de la matière que vous jugez fondamentaux, l’étendue et l’impénétrabilité ; reste à savoir quelle est la valeur réelle de ces deux attributs, s’ils ne s’évanouissent pas à l’analyse, et si, cette image de l’atome étant donnée, on ne doit pas en séparer, en abstraire la véritable idée. Vos atomes étendus sont-ils solides, liquides ou gazeux ? Il faut, bon gré, mal gré, choisir entre ces trois états. Ils sont solides, répondez-vous. Pourquoi solides ? Cette préférence que vous accordez à la dureté sur la fluidité, ce penchant que vous avez à imaginer l’atome comme une miniature de corps solide plutôt que comme une masse fluide du même ordre de petitesse, ne repose en définitive que sur des préjugés d’éducation, tenant à nos habitudes et aux conditions de notre vie animale ; car, vous savez très-bien que, dans les corps qui tombent sous nos sens, la solidité et la rigidité, comme la flexibilité, la mollesse ou la fluidité, sont autant de phénomènes très-complexes que nous tâchons d’expliquer de notre mieux à l’aide d’hypothèses sur la loi des forces qui maintiennent les molécules primordiales à distance, et sur l’étendue de leur sphère d’activité comparée au nombre des molécules comprises dans cette sphère et aux distances qui les séparent.

Que dire de l’impénétrabilité de l’atome ? Le mot impénétrabilité avait un sens pour les anciens atomistes : c’était le plein parfait, la solidité absolue, c’est-à-dire ce qui impliquait impossibilité de division. Mais dans l’hypothèse à laquelle les physiciens modernes sont conduits, dans l’hypothèse d’atomes maintenus à distance les uns des autres, même à des distances relativement très-grandes, par des forces répulsives, l’impénétrabilité, cette prétendue qualité fondamentale de la matière, devient un qualité inutile, c’est-à-dire qui ne peut jamais entrer en action, qui n’intervient dans l’explication d’aucun phénomène ; ou plutôt l’idée même d’impénétrabilité se confond avec l’idée de ces forces répulsives.

Que reste-t-il de la matière, de l’atome ainsi dépouillé des classiques attributs que l’imagination lui confère, l’étendue et l’impénétrabilité ? Il reste la force : voilà l’atome qui se convertit en monade, l’atomisme qui se réduit en dynamisme. (V. Monade.) C’est précisement la conclusion à laquelle arrivent la physique mathématique et la critique philosophique. La continuité et l’étendue, disent-elles d’un commun accord, ne sont qu’une illusion ; elles sont étrangères et même contraires aux explications qu’on a pu donner des phénomènes physico-chimiques ; l’idée de la matière discontinue doit être poussée jusqu’à son extrémité logique ; l’indivisibilité des atomes doit être considérée comme absolue ; elle doit être entendue en ce sens, que toute division tombe nécessairement dans leurs interstices ; les atomes ne sont que des points mathématiques, centres de forces attractives et répulsives ; les molécules intégrantes des corps, que des espèces de constellations formées de ces centres d’action en présence les uns des autres. (V. Matière.)

Supplément 1

* ATOME s. m. — Encycl. Avant de compléter, dans l’article qui va suivre, celui qui figure dans le premier volume du Grand Dictionnaire, nous croyons devoir présenter quelques observations préliminaires. Rappelons d’abord que l’atomicité et l’affinité sont deux choses bien distinctes. L’atomicité est la propriété que possède un atome d’attirer à lui un plus ou moins grand nombre d’autres atomes. Un exemple fera saisir complètement la valeur de cette définition : on dira que l’atomicité du chlore par rapport à l’hydrogène est un, parce que 1 atome de chlore attire à lui 1 atome d’hydrogène ; que l’atomicité de l’oxygène est deux par rapport à l’hydrogène, parce que 1 atome d’oxygène attire à lui 2 atomes d’hydrogène ; que l’atomicité de l’azote est trois par rapport à l’hydrogène, parce que 1 atome d’azote attire à lui 3 atomes d’hydrogène, et ainsi de suite suivant les cas. Le chlore sera donc considéré comme monoatomique, l’oxygène comme diatomique, l’azote comme triatomique par rapport à l’hydrogène. On remarquera que, dans la fixation de la valeur de l’atomicité, on ne se préoccupe point du plus ou moins d’énergie que manifeste la combinaison, énergie qui se révèle dans le cas de l’affinité par production d’électricité, de chaleur ou de lumière.

L’affinité est la force par laquelle un atome attire un autre atome. Cette force se manifeste dans les cas d’affinité puissante par des phénomènes de chaleur et de lumière ; elle n’est pas proportionnelle au nombre d’atomes attirés. C’est ainsi que le chlore, dont 1 atome ne peut attirer que 1 atome d’hydrogène, donne, avec ce dernier corps, une réaction violente sous l’influence de la lumière solaire directe. Il se produit une forte détonation avec vive lumière, et cela indique une grande affinité ; ce qui n’empêche point l’atomicité du chlore d’être faible pour l’hydrogène, si on la compare à celle de l’azote, dont 1 atome peut fixer 3 atomes d’hydrogène.

Dans la chimie moderne, telle que l’ont faite les travaux de Dalton, Gay-Lussac, Dulong, Petit et Würtz, pour ne citer que quelques noms, 1 atome constitue « la plus pente quantité d’un élément qui puisse exister dans un corps composé comme masse indivisible par les forces chimiques ; 1 molécule constitue uu groupe d’atomes et représente la plus petite quantité d’un corps simple ou composé qui puisse exister à l’état libre, entrer dans une réaction et en sortir. »

L’atomicité de l’oxygène, de l’azote, du carbone, etc., pour l’hydrogène pris comme terme de comparaison, est fixe. Le chlore, le brome et l’iode, qui s’unissent à l’hydrogène atome à atome et peuvent le remplacer dans de nombreuses combinaisons, ou même fonctionner comme monoatomiques dans des combinaisons métalliques où l’hydrogène n’entre pas, sont considérés comme monoatomiques par rapport à l’hydrogène ; mais un corps simple pouvant s’unir en plusieurs proportions avec un autre corps simple, l’atomicité de ces corps ne saurait être absolue ou, en d’autres termes : « parce que le chlore se combine atome à atome avec l’hydrogène et que le phosphore par rapport à l’hydrogène est triatomique, il n’en faut pas en conclure que le phosphore est également triatomique vis-a-vis du chlore. » Le phosphore est, en effet pentatomique vis-à-vis du chlore dans le composé Ph,Cl5 (perchlorure de phosphore).

On pourrait citer uue foule d’exemples analogues à celui qui précède, notamment ceux que fournissent les combinaisons de l’iode, de l’azote, etc. De là il faut couclure que l’atomicité d’un élément ne peut être considérée comme absolue et qu’il n’y a pas lieu de s’occuper de la recherche de cette atomicité idéale. Il suffit de déterminer l’atomicité que chaque élément possède dans une combinaison donnée.

On peut, en se basant sur l’atomicité des corps simples, donner une classification plus rationnelle que celle qui a cours encore aujourd’hui et qui divise ces corps en métalloïdes et métaux, ce qui, de l’avis de M. Würtz. est absolument arbitraire. M. Dumas, se fondant sur ceci, que c’est la faculté de combinaison qui détermine la forme générale des composés, avait divisé les métalloïdes en groupes ou familles d’éléments semblables par la constitution de leurs composés. Dans la famille du chlore, il avait classé les éléments monoatomiques, le fluor, le chlore, le brome, l’iode ; dans celle de l’oxygène, il comprenait les éléments diatomiques, l’oxygène, le soufre, le sélénium, le tellure ; dans celle de l’azote figuraient les éléments triatomiques, azote, phosphore, arsenic, auxquels on peut joindre le bore, que M. Dumas classait dans la série tétratomique ou famille du carbone, qui ne peut comprendre aujourd’hui, parmi les métalloïdes, que le carbone et le silicium.

Cette classification rationnelle, acceptée par M. Dumas et conservée par les partisans de la théorie atomique peut s’étendre aux métaux ; mais, en l’état actuel de la science, elle reste insuffisante, par la raison qu’une grande quantité de combinaisons sont encore imparfaitement étudiées, et « aussi, dit M. Würtz, parce que plusieurs métaux offrent un cachet d’individualité marquée, présentent certains points de ressemblance avec des métaux dissemblables et forment quelquefois le noyau de plusieurs groupes de métaux. »

Toutefois, si l’on prend pour atomicité d’un métal celle qu’il accuse dans ses combinaisons les plus importantes, on peut donner, sous certaines réserves qui seront indiquées ci-dessous, la classification suivante qui comprend les corps simples, métaux et métalloïdes.

Les corps simples monoatomiques se divisent en deux groupes : l’un comprenant les éléments négatifs analogues au chlore, et qui sont : le chlore, le fluor, le brome et l’iode ; l’autre comprenant les éléments positifs analogues à l’hydrogène, et qui sont : l’hydrogène, le lithium, le sodium, le potassium, le césium, le rubidium, l’argent, l’or et le thallium.

On remarquera que l’iode, l’or et le thallium, dont les poids atomiques sont plus élevés que ceux des autres éléments de cette série, sont tantôt monoatomiques, tantôt triatomiques.

Les corps simples diatomiques ou qui jouent dans leurs combinaisons principales le rôle d’éléments diatomiques peuvent se diviser en deux groupes : le groupe négatif, comprenant l’oxygène, le soufre, le sélénium, le tellure ; le groupe positif, comprenant le calcium, le strontium, le baryum, le plomb. Quelques-uns de ces éléments, dont le poids atomique est assez élevé, sont fréquemment triatomiques ; ce sont le sélénium, le tellure et le plomb.

On compte encore un certain nombre de métaux qui se conduisent comme diatomiques dans leurs combinaisons les plus importantes. Tel est le cas du magnésium, du zinc, du cobalt, du nickel et du fer. Ce dernier métal forme lui-même le centre d’un groupe qui comprend le manganèse et le chrome d’une part, et de l’autre l’aluminium. Toutefois, les derniers métaux que nous venons de nommer manifestent souvent plus de deux atomicités ; c’est ainsi que le manganèse et le chrome sont ou tétratomiques ou hexatomiques dans plusieurs de leurs combinaisons.

Dans la catégorie des éléments triatomiques, on peut classer l’azote, le phosphore, l’arsenic, l’antimoine, le bismuth. On remarquera que tous ces éléments sont triatomiques dans leurs combinaisons les plus importantes, mais donnent tous des composés dans lesquels ils se conduisent comme pentatomiques.

La catégorie des éléments tétratomiques comprend le carbone, le silicium, le titane, l’étain, le tantale et le zirconium, qui dans leurs combinaisons les plus importantes manifestent quatre atomicités.

Parmi les métaux hexatomiques, nous pouvons placer le tungstène et le molybène.

Enfin, les métaux du groupe platine manifestent leurs atomicités diverses. Le platine est diatomique et tétratomique, ainsi que le palladium ; l’iridium et le rhodium sont triatomiques. L’osmium et le ruthénium manifestent, suivant les cas, deux, quatre ou six atomicités.

Nous avons dit plus haut qu’une molécule constitue un groupe d’atomes ; le poids moléculaire représente donc celui de tous les atomes qui se sont unis pour constituer cette molécule. Or, d’après Gerhardt, les molécules de tous les corps gazeux occupent deux volume de vapeur si un atome d’hydrogène occupe un volume ; il suit donc de là que le poids moléculaire de tout corps capable de prendre l’état gazeux est donné par sa double densité prise par rapport à l’hydrogène.

Les poids atomiques, c’est-à-dire les rapports des poids des atomes entre eux, ne peuvent s’établir qu’après détermination des poids moléculaires. Ils se déduisent de ces derniers par des considérations très-simples et équivalent à très-peu de choses près à la densité des éléments, l’hydrogène étant pris comme unité.

Le tableau suivant fera saisir la justesse de cette remarque, qui est due à Gay-Lussac.

noms des corps simples.	densité rapportée à l’hydrogène.	poids atomique.
Hydrogène	1	1
Oxygène	15,09	16
Azote	14	14
Souffre à 1,600°	32	32
Chlore	35,2	35,2
Brome	77,8	80
Iode	125,8	127

Ainsi, les poids moléculaires se confondent avec les doubles densités rapportées à l’hydrogène, et les poids atomiques des corps simples correspondent à très-peu de chose près, pour ceux qui peuvent prendre l’état de vapeur, à leur densité rapportée à celle de l’hydrogène.

Nous ne reviendrons pas sur l’histoire des recherches, tâtonnements et découvertes qui ont amené les chimistes modernes à substituer la théorie atomique à celle des équivalents, cette partie intéressante ayant été traitée dans le premier volume de cet ouvrage au mot atome, et nous continuerons cet article en donnant, d’après M. Würtz, quelques indications sommaires sur les méthodes expérimentales qui ont permis de fixer les poids relatifs des atomes.

C’est Berzélius qui le premier a fourni des déterminations exactes de poids atomiques. Ce chimiste, en étudiant de près les chiffres fournis en 1807 par Dalton, reconnut qu’ils contenaient des erreurs et résolut de les rectifier. Il se mit au travail et déduisit de ses propres expériences, faites et contrôlées avec le plus grand soin, les poids atomiques et moléculaires de plus de deux mille corps simples et composés.

Rappelons que le poids atomique d’un élément se déduit de la composition d’une ou de plusieurs de ses combinaisons et qu’il faut que cette combinaison soit nettement définie et pure de tout mélange. Dans le cas de la détermination du poids atomique d’un métal, par exemple, dans le cas où l’on veut déduire ce poids atomique d’un des oxydes de ce métal, il faut que l’oxyde soit pur et que sa constitution atomique soit connue. Par l’analyse ou la synthèse de l’oxyde on obtient sa composition centésimale ; mais pour exprimer en rapports atomiques ces rapports centésimaux, il convient de savoir, dans le cas où le poids atomique de l’oxygène est pris pour unité, combien l’oxyde analysé renferme d’atomes d’oxygène pour un atome de métal. De toutes ces données, on déduit le poids atomique du métal.

Berzélius, comme nous l’avons dit plus haut, prenait l’oxygène pour unité et procédait par les méthodes suivantes : 1º il préparait un poids déterminé de métal rigoureusement pur, puis il l’oxydait et obtenait par cette synthèse la composition de l’oxyde ; 2º il réduisait par l’hydrogène un poids déterminé d’oxyde et obtenait par cette analyse la composition de l’oxyde ; 3º enfin, dans les cas où il lui était impossible soit de réduire l’oxyde par l’hydrogène, soit d’oxyder le métal, soit encore d’obtenir pur le métal qu’il voulait oxyder, il se rabattait sur l’analyse d’un sel. Dans ce dernier mode de détermination, les poids atomiques des autres éléments étant connus ainsi que la constitution atomique du sel, il obtenait facilement le poids atomique du métal.

Les méthodes employées par Berzélius ont été perfectionnées par MM. Marignac, Dumas, Pelouze, Stas et autres chimistes, qui les ont amenées à un degré de perfection qui ne laisse rien à désirer. M. Dumas a particulièrement étudié cette question et posé, à la suite de nombreuses expériences, quelques principes qui peuvent se formuler comme suit :

« Il faut, dit-il, dans cet ordre de recherches, se préoccuper surtout de deux choses : du choix de la réaction, qui devra être bien nette, et de l’état de pureté de la substance avec laquelle on fait l’expérience. » De l’avis de M. Dumas, ce second point présente des difficultés qu’il est souvent malaisé de surmonter. Pour s’assurer de la pureté de la substance sur laquelle on opère, il convient, suivant ce chimiste, d’employer cette substance par doses progressives, c’est-à-dire de déterminer l’équivalent successivement avec 1, 2, 4, 8 grammes de matière, par exemple. Si la matière est pure, il arrive un moment où les rapports trouvés deviennent invariables, les causes d’erreur inhérentes à l’opération agissant toujours dans le même sens. Si, au contraire, la matière est impure, des discordances se manifestent dès les premières opérations. »

La détermination des rapports pondéraux suivant lesquels deux corps se combinent peut se faire, comme on vient de le voir, par analyse ou par synthèse. M. Stas a considérablement perfectionné les méthodes employées et il recommande, quelle que soit la marche adoptée, analyse ou synthèse, de varier les expériences et de n’accepter un résultat que lorsqu’il a été obtenu par plusieurs procédés. On aura une idée de la rigueur avec laquelle ce chimiste obtient ses résultats quand on saura qu’ayant fait, par cinq méthodes différentes, la détermination du poids atomique de l’azote, il obtint cinq chiffres qui ne présentaient qu’un écart de 1/4000 de la valeur de ce poids.

La détermination des poids atomiques de certains éléments est d’une importance exceptionnelle, et la plus petite erreur commise dans l’évaluation de ceux de l’oxygène, du chlore, du brome, de l’argent et du carbone, par exemple, peut amener dans l’évaluation des poids atomiques ou de la composition de certains corps des erreurs importantes. Il suffira, pour établir l’exactitude de cette assertion, de rappeler que la détermination des poids atomiques d’un grand nombre de métaux se fait à l’aide des oxydes ou des chlorures de ces métaux ; que le carbone figure dans les composés organiques et que la connaissance exacte de son poids atomique est indispensable pour fixer d’une manière certaine la formule de ces composés.

Afin de donner une idée des méthodes employées par les chimistes modernes pour obtenir les poids atomiques, nous allons relater ici les expériences faites pour la détermination des poids atomiques de l’oxygène, de l’argent, de l’azote, du carbone et du plomb. Nous rappelons, avant de commencer, que le poids atomique de l’hydrogène est l’unité à laquelle on rapporte tous les autres.

1º Oxygène. Berzélius et Dulong ont les premiers pratiqué la synthèse exacte de l’eau par la méthode des poids. Ils prirent un poids donné d’oxyde de cuivre qu’ils réduisirent par l’hydrogène et recueillirent l’eau formée. La perte de poids subie par le cuivre donnait l’oxygène enlevé, et ce poids déduit de celui de l’eau donnait le poids de l’hydrogène ayant servi à la réduction. Ces expériences établirent que 100 d’oxygène se combinent avec 12,48 d’hydrogène ou, en d’autres termes, que, pour brûler 1 d’hydrogène, il faut 8,012 d’oxygène.

M. Dumas, en 1842, c’est-à-dire vingt-trois ans plus tard, reprit la même expérience, mais s’entoura de précautions multiples, afin d’éviter les causes d’erreur qui avaient pu entacher d’inexactitude le chiffre obtenu par ses prédécesseurs, Berzélius et Dulong. L’hydrogène qui devait servir à la réduction fut préparé au moyen de zinc pur et d’acide sulfurique distillé et convenablement étendu. Le gaz, avant d’être dirigé sur l’oxyde de cuivre, passait dans une série de tubes en U contenant diverses substances destinées soit à lui enlever l’hydrogène sulfuré et arsénié qu’il aurait pu contenir, soit à le dessécher. Enfin le gaz arrivait sur l’oxyde de cuivre placé dans un ballon de verre. Ce ballon était chauffé au moyen d’une lampe à alcool et l’eau formée était recueillie dans un récipient, à la suite duquel se trouvait une série de tubes en U remplis de chlorure de calcium et de pierre ponce mouillée d’acide sulfurique monohydraté, le tout ayant pour but de fixer l’eau qui, par évaporation, aurait pu s’échapper du récipient.

Cette expérience a été plusieurs fois répétée sur des quantités relativement considérables, puisqu’on a pu obtenir de 15 à 70 grammes d’eau. Ces synthèses ont établi que 100 parties d’oxygène se combinent avec 12,5150 d’hydrogène, ce qui conduit en adoptant, comme l’a fait M. Dumas, le chiffre de 12,50, au rapport exact de 1 : 8. L’eau étant formée de 2 parties d’hydrogène et de 16 parties d’oxygène, le chiffre 16 représente le poids atomique de l’oxygène. On a élevé quelques doutes sur l’exactitude de ce chiffre, et M. Stas affirme notamment que le poids atomique de l’oxygène ne dépasse pas 15,96. Cet écart, si léger qu’il paraisse, n’est pas sans influence sur la détermination des poids atomiques de certains corps qui sont, comme le chlore, l’azote, l’argent, le brome, l’iode, etc., solidaires de l’oxygène en ce qui touche la détermination de leur poids atomique. On adopte toutefois le chiffre donné par M. Dumas.

2º Argent. Le poids atomique de ce métal est, ainsi que ceux du chlore et du potassium, solidaire de celui de l’oxygène. Il a été déterminé par quatre séries d’expériences conçues de telle sorte que chacune d’elles pût donner un résultat propre et indépendant de ceux que fournissaient les autres.

La première détermination obtenue par la synthèse du sulfure d’argent et l’analyse du sulfate a donné pour résultat 107,920.

La seconde, pratiquée par la synthèse de l’iodure d’argent et l’analyse de l’iodate, a donné 107,928.

La troisième, faite au moyen de la synthèse du bromme d’argent et de l’analyse du bromate, a donné 107,921.

Enfin la quatrième, déduite de la synthèse du chlorure, d’argent et de l’analyse du chlorate, a conduit au chiffre de 107,937.

Ces chiffres représentent les moyennes des résultats obtenus. C’est à M. Stas que l’on doit la détermination rigoureuse du poids atomique de l’argent. Ce chimiste, qui se distingue par le choix intelligent de ses méthodes et par la rigueur avec laquelle il conduit ses expériences, obtenait l’argent pur au moyen du procèdé suivant : il réduisait par le sulfite d’ammonium une solution ammoniacale d’azotate d’argent contenant 2 pour 100 de son poids de métal. La réduction commencée à froid se terminait entre 60° et 70°, et l’argent précipité sous forme de dépôt blanc grisâtre, brillant et cristallin était débarrassé du cuivre, qui restait en dissolution à l’état de sulfite cuivreux ammoniacal. Enfin l’argent était séché, puis fondu dans un creuset de Paris, avec 5 pour 100 de borax et quelques grammes de nitrate de sodium. Nous ne ferons point l’exposé de toutes ces expériences et nous nous contenterons de relater celles de la quatrième série, qui comprend la synthèse du chlorure d’argent et l’analyse du chlorate.

M. Stas a effectué la synthèse du chlorure d’argent par deux procédés. Le premier consistait à brûler l’argent dans le chlore, le second à précipiter une solution d’azotate d’argent par l’acide chlorhydrique. Avant de pratiquer l’analyse du chlorate, M. Stas préparait lui-même ce composé en traitant le carbonate d’argent ou l’oxyde de ce métal suspendu dans l’eau par le chlore. Il obtenait ainsi du chlorure et de l’hypochlorite d’argent. Ce dernier composé étant soluble, il décantait la liqueur et obtenait, par décomposition spontanée, du chlorure d’argent qui se déposait, tandis que le chlorate restait en solution et pouvait être obtenu par évaporation en cristaux inaltérables à l’air. Toutes ces opérations étaient exécutées dans l’obscurité, afin de soustraire à l’action de la lumière les composés argentiques.

M. Stas réduisait ensuite le chlorate d’argent ainsi préparé par l’acide sulfureux et déterminait le poids du chlorure obtenu. On voit, par l’exposé rapide de ces expériences, avec quel soin les opérations étaient conduites et quelle précision on pouvait en attendre. Les chiffres cités plus haut témoignent d’ailleurs en faveur de l’exactitude des résultats obtenus, car ils ne présentent, bien que donnés par des expériences différentes, que des écarts négligeables.

3º Azote. Le poids atomique de l’azote primitivement déduit de sa densité, qu’avaient très-exactement déterminée MM. Dumas et Boussingault, a été donné par M. Marignac au moyen de trois séries d’expériences. La première reposait sur la synthèse du nitrate d’argent et consistait à dissoudre un poids donné d’argent pur dans l’acide azotique, puis à peser l’azotate d’argent fondu. M. Marignac déduisait le poids atomique de l’azote de ceux de l’argent et de l’oxygène supposés connus. Cette première expérience lui donna 14,001. La seconde expérience consistait à déterminer d’une façon exacte la quantité d’azotate d’argent nécessaire pour précipiter complètement un poids donné de chlorure de potassium. Le poids moléculaire de l’azotate d’argent étant ainsi déterminé par la connaissance de celui du chlorure de calcium, il en déduisait facilement le poids atomique de l’azote. Cette réaction lui donna 14,057. La troisième expérience consistait à dissoudre un poids donné d’argent pur dans l’acide azotique, puis à fixer rigoureusement la quantité de chlorure d’ammonium nécessaire pour précipiter l’argent. En retranchant du poids moléculaire du chlorure d’ammonium (H⁴AzCl) les poids atomiques de H⁴ et de Cl, M. Marignac obtint 14,015 pour poids atomique de Az.

M. Stas a déterminé le poids atomique de l’azote dans une série d’expériences qu’il serait trop long de rappeler ici. De celles qui ont roulé sur la synthèse de l’azotate d’argent, il a conclu au chiffre de 14,042.

4º Carbone. Berzélius avait le premier calculé le poids atomique du carbone en analysant le carbonate de plomb. Il reprit cette détermination en déduisant ce poids atomique de la densité de l’oxygène et de celle de l’acide carbonique, après que MM. Biot et Arago eurent rigoureusement fixé la densité de ces gaz. Il adopta, car il faisait l’oxygène égal à 100, le nombre de 76,438. Ce chiffre devient 12,33 si l’on prend l’hydrogène pour unité. MM. Dumas et Stas reprirent les travaux de Berzélius et montrèrent que le chiffre obtenu par le chimiste suédois était un peu plus élevé qu’il ne convenait et devait être ramené à 12,00. Le poids atomique du carbone est donc, suivant ces derniers chimistes, dont le chiffre est adopté sans conteste aujourd’hui, douze fois plus élevé que celui de l’hydrogène.

MM. Dumas et Stas ont obtenu ce résultat par la synthèse de l’acide carbonique. Ils prirent un poids donne de diamant (carbone cristallisé) ou de graphite, le brûlèrent dans l’oxygène pur et recueillirent l’acide carbonique par la potasse, qui fut pesée. Ils déduisirent du poids atomique de l’oxygène, qui est connu, comme nous l’avons vu plus haut, le poids atomique du carbone. Dans les expériences où ils employèrent le graphite, soit naturel, soit artificiel, ils prirent soin de le purifier par calcination au rouge dans une atmosphère de chlore. Le graphite ou le diamant était placé dans une nacelle de platine soigneusement tarée, et le tout était introduit dans un tube de porcelaine chauffé au rouge. L’oxygène qui devait brûler ces substances était préparé avec le plus grand soin et traversait, avant d’arriver au tube de porcelaine, des tubes en U dans lesquels il était débarrassé, au moyen de la potasse et de la ponce sulfurique, de l’acide curbonique et de l’humidité qu’il pouvait contenir. A la sortie du tube de porcelaine étaient disposés un nouveau tube en U rempli de ponce sulfurique, puis des boules de Liebig contenant une lessive de potasse, enfin d’autres tubes chargés de ponce alcaline et de fragments de potasse. Cette expérience, exécutée avec le plus grand soin, a donné pour poids atomique du carbone, déduit de la constitution de l’acide carbonique formé, le chiffre 12, que les chimistes modernes ont adopté.

MM. Dumas et Stas ont contrôlé ce résultat par l’analyse de composés organiques bien connus, la benzine, le camphre, la naphtaline, et ont constaté l’exactitude du chiffre obtenu au moyen de la synthèse de l’acide carbonique.

5º Plomb. Berzélius détermina le poids atomique du plomb par la réduction de l’oxyde plombique pur au moyen de l’hydrogène. Il avait procédé de même pour la détermination du poids atomique du cuivre. Il trouva pour le plomb 207,43. Dans ses travaux récents, M. Stas a rectifié ce chiffre. Il se proposa de contrôler le résultat obtenu et considéré jusqu’à lui comme exact, en cherchant combien un poids donné de plomb fournit d’azotate. Pour obtenir le plomb parfaitement pur, ce qui présente de réelles difficultés, mais est indispensable dans l’expérience dont nous parlons, il réduisit le carbonate de plomb par le cyanure de potassium et fondit à nouveau le métal avec une nouvelle quantité du même cyanure. Le plomb obtenu pur, il le convertit entièrement en nitrate, puis le sécha et enfin le pesa, après l’avoir chauffé pendant plusieurs jours à 140° dans un courant d’air. Le chiffre donné par cette expérience est de 206,020.

Nous terminerons cet article par quelques mots sur les volumes atomiques et moléculaires.

On désigne sous le nom de volumes moléculaires des corps composés les volumes qu’occupent des quantités de ces corps proportionnelles aux poids moléculaires.

On entend par volumes atomiques des corps simples les volumes qu’occupent des quantités de ces corps proportionnelles aux poids atomiques.

Les volumes moléculaires sont donc les quotients des poids moléculaires par les densités, et les volumes atomiques les quotients des poids atomiques par ces mêmes densités.

« La matière, dit M. Wùrtz. n’est pas uniformément répandue dans l’espace ; elle n’est ni continue ni homogène dans des volumes égaux des différents corps. En un mot, les atomes et les molécules qui la constituent ne se touchent pas, mais laissent entre eux des espaces plus ou moins grands. Les volumes atomiques ne représentent donc pas les volumes relatifs qu’occupent les atomes proprement dits, mais comprennent en même temps les espaces interatomiques. Cette remarque s’applique aussi aux volumes moléculaires. »

L’expérience démontre, en effet, que les gaz seuls renferment à volume égal le même nombre de molécules et que, par suite, à quelques exceptions près, les volumes qu’occupent les différentes molécules gazeuses sont les mêmes.

On constate qu’une molécule d’hydrogène (HH) occupe un même volume qu’une molécule d’essence de térébenthine réduite en vapeur, bien que cette dernière renferme C¹⁰H¹⁶. Pour expliquer ce phénomène, il faut admettre que les molécules gazeuses sont à de grandes distances les unes des autres et que ces distances peuvent diminuer ou s’accroître suivant les cas.

Les molécules des corps liquides et solides sont, elles aussi, placées dans les corps à une certaine distance. Cette distance est beaucoup moins grande que celle qui sépare les molécules gazeuses, mais elle est appréciable. De la façon inégale dont les molécules sont distribuées dans les corps liquides et solides, il résulte qu’on ne saurait, comme on peut le faire pour les gaz, constater des rapports simples entre les poids moléculaires et les densités, et, par suite, déterminer avec précision les volumes atomiques. Les densités des liquides sont, d’ailleurs, plus comparables entre elles que les densités des solides, ce qui permettrait jusqu’à un certain point de comparer leurs volumes atomiques, sous la reserve, toutefois, de prendre ces corps dans des conditions physiques analogues, c’est-à-dire à même température et sous même pression. La détermination des volumes moléculaires des liquides a été tentée par M. Hermann Kopp, qui a fait sur ce point e très-importantes recherches. Nous devons dire, toutefois, que les chiffres obtenus par M. Kopp, si ingénieuses que soient les méthodes par lui employées, ne sont généralement regardés que comme approximatifs.

Supplément 2

** ATOME s. m. ― Encycl. Atomes tourbillons. L’esprit conçoit difficilement ce que les chimistes et les physiciens appellent atomes, ces particules extrêmement ténues qu’il faut se figurer comme effectivement insécables, bien que mathématiquement on puisse toujours concevoir la moitié, le dixième, le centième, le millionième d’une quantité si petite qu’elle soit. Sir William Thomson a imaginé à ce sujet une théorie fort ingénieuse, qui assimile les atomes à des tourbillons d’un fiuide où les frottements n’existent pas. Cette théorie, si elle n’est pas nécessairement l’expression de la réalité, est du moins fort élégante et permet de fixer les idées en donnant un corps à la notion si abstraite jusque-là de la particule indivisible. La théorie de W. Thomson repose sur les beaux travaux d’Helmoltz sur les propriétés des tourbillons d’un fluide parfait et emprunte son idée première au phénomène bien connu des couronnes tourbillonnantes de fumée telles qu’en produisent les bulles d’hydrogène phosphoré crevant à la surface de l’eau ou que savent en lancer les fumeurs par un mouvement approprié des lèvres. Il est donc indispensable de rappeler quelques-unes des propriétés intéressantes de ces couronnes. Nous commencerons par indiquer un procédé à la fois sûr et commode pour les obtenir. L’appareil (fig. 1) consiste en une caisse carrée en bois dont l’une des faces est percée d’un large orifice circulaire, tandis que la face opposée est formée par une toile fortement tendue.

A l’intérieur de la caisse on produit d’abondantes fumées de chlorhydrate d’ammoniaque en arrosant le fond d’une solution ammoniacale, après y avoir placé une soucoupe contenant du sel marin et de l’acide sulfurique qui, par leur réaction, engendrent de l’acide chlorhydrique. Un coup fermement appliqué sur la toile tendue lance par l’orifice circulaire un jet d’air chargé de fumée dont la forme ainsi accusée et rendue visible est celle d’un anneau ou plus exactement d’un tore de révolution. Suivons attentivement cet anneau. Nous le voyons prendre un mouvement d’ensemble, comme s’il était solide, son centre restant sur une perpendiculaire à la face de sortie et son plan parallèle à cette face ; mais en même temps nous voyons les particules dont se compose l’anneau se mouvoir circulairement sur les méridiens du tore (fig. 2), en

sorte que tout est mouvement dans cet anneau qui cependant conserve sa matière et sa forme en traversant l’air ambiant, et ces mouvements sont tels que toutes les particules situées sur chacun des cercles méridiens, et qui tournent autour de l’axe circulaire du tore, sont indissolublement liées et conservent indéfiniment leurs positions relatives.

Ce n’est pas seulement la fumée de sel ammoniac qui traverse l’air, c’est une masse d’air chargé de fumées, masse chassée de la caisse et devenues, pour ainsi dire, en vertu de son mouvement tourbillonnant, une substance distincte de l’air ambiant et se déplaçant à travers ce dernier aussi indépendamment que le pourrait faire un solide.

Ces tourbillons d’air ou de fumée seraient l’image exacte des tourbillons théoriques d’Helmoltz s’ils se formaient et se mouvaient dans un fluide parfait, c’est-à-dire où les frottements des particules en mouvement relatif les unes par rapport aux autres seraient nuls. Evidemment, dans l’air le frottement n’est pas nul, et même on peut dire que s’il l’était il serait impossible de produire les anneaux tourbillons; c’est, en effet, grâce au frottement des particules d’air sur les bords de l’orifice et au frottement des particules entre elles que la pression exercée sur le fluide engendre un mouvement tournant. Si le frottement était nul, on ne pourrait pas plus détruire les tourbillons préexistants qu’on ne pourrait en créer de nouveaux. Mais bien que, ou plutôt de même que la génération des anneaux tourbillonnants suppose l’existence d’uu frottement entre les particules du fluide au sein duquel ils se produisent, ce frottement même les désorganise après un parcours assez limité ; toutefois il n’est pas tel que l’anneau ne puisse se propager sans altération sensible assez loin et assez longtemps pour donner lieu à des observations intéressantes. Dans des expériences du savant anglais P.-G. Tait, faites en public, c’est-à-dire dans des conditions défavorables, les anneaux de 0^m,,5 à 0^m,,20 de diamètre parcouraient de 6 à 8 mètres sans altération bien sensible.

Poussons plus loin l’étude expérimentale de ces anneaux. Si nous remplaçons l’orifice circulaire par un orifice carré ou elliptique, nous engendrons des tourbillons qui, à l’origine, sont carrés ou elliptiques, mais qui oscillent continuellement autour de la forme circulaire. La forme circulaire se présente ainsi comme la forme d’équilibre stable vers laquelle tend un anneau tourbillonnant quelconque. Reprenons donc l’orifice circulaire et examinons l’action réciproque de deux anneaux. Lorsque deux anneaux viennent à se toucher, ils ne se confondent point, mais il se mettent à vibrer rapidement en s’éloignant l’un de l’autre, comme le feraient deux corps élastiques après un choc. Un cas intéressant à étudier est celui où les deux anneaux se déplacent parallèlement à leur plan, leurs centres décrivant la même trajectoire perpendiculaire à ce plan et le second allant plus vite que le premier. Quand les deux anneaux ne sont plus qu’à une petite distance l’un de l’autre, l’anneau postérieur se contracte, sa vitesse s’accélère, il finit par passer au travers du premier ; mais alors sa vitesse décroît et son diamètre augmente jusqu’au moment où son compagnon l’a traversé et a pris l’avance à son tour; les deux anneaux se pénètrent ainsi alternativement sans perdre leur individualité tant que le frottement du milieu ambiant, les courants d’air et les diverses causes extérieures ne les ont pas altérés. Enfin, si l’on essaie de couper un anneau tourbillonnant à l’aide d’une lame, l’anneau s’infléchit, se dérobe, mais ne se laisse pas entamer, et, dès que la lame est éloignée, il reprend sa forme primitive après quelques oscillations.

Helmoltz a démontré, au cours de son travail sur les tourbillons dans les fluides parfaits, qu’un tel anneau est en effet indivisible. C’est cette indépendance, cette autonomie, jointe à l’insécabilité, qui a suggéré à M. Thomson l’idée de faire de ces tourbillons l’image des atomes et qui a été pour lui le point de départ de sa nouvelle conception sur la constitution du monde. Ajoutons que si les anneaux en forme de tores où les mouvements particuliers se font circulairement autour d’un axe circulaire sont les seuls que nous sachions effectivement produire, Helmoltz a envisagé les tourbillons à un point de vue beaucoup plus général ; un filament tourbillonnant pourrait avoir une infinité de formes, présenter des nœuds, des spires, et cependant, abstraction faite du frottement, un tel tourbillon aurait encore son autonomie et son insécabilité. Cela posé, voici la conception de Thomson. L’univers est constitué par un milieu où le frottement est nul et que parcourent des tourbillons. Empruntons ici l’exposé de Wurtz, qui est à la fois très rapide et très clair. « Un fluide remplit tout l’espace et ce que nons nommons matière sont les portions de ce fluide animées de mouvements tourbillonnants. Ce sont des légions innombrables de fractions ou portions infiniment petites ; mais chacune de ces portions est parfaitement limitée, distincte de la masse entière et distincte de toutes les autres, non par sa substance propre, mais par sa masse et par ses modes de mouvement, qualités qu’elle conserve éternellement. Ces portions-là sont les atomes. Dans le milieu parfait qui les renferme, aucun d’eux ne peut changer ou disparaître, aucun ne peut naître spontanément. Partout les atomes de la même espèce sont constitués de la même façon et doués des mêmes propriétés. » Cette hypothèse nous ramène à l’ancienne conception d’une matière unique qui a souvent tenté les penseurs, mais dont la réalité sans doute sera toujours inaccessible à la démonstration.

Quoi qu’il en soit, pour que l’hypothèse de Thomson soit acceptable, il faut qu’elle ne soit pas incompatible avec les faits observés et les lois expérimentales; i1 faut donc, en particulier, qu elle se prête à une interprétation de l’attraction universelle. « Eh bien, dit le savant anglais P.-G. Tait, la seule explication plausible qui ait été proposée est celle de Lesage de Genève, qui a donnée au commencement de ce siécle. Elle consiste à admettre que « à côté des grosses particules de matière qui sont les atomes tangibles de la matière sensible, si grand que soit leur nombre, il y a une quantité infiniment plus grande d’atomes bien plus petits qui s’élancent dans toutes les directions avec des vitesses énormes. » Lorsque deux particules de la matière sensible sont à une certaine distance l’une de l’autre, chacune protège l’autre d’une partie du bombardement des particules impondérables qu’elle recevrait si elle était seule, et chacune sera bombardée sur le côté opposé à sa voisine bien plus que sur la face qui la regarde ; il est aisé d’établir par le calcul que cet excès de bombardement équivaut à une attraction réciproque en raison inverse du carré de la distance. Il faut encore que cette attraction soit proportionnelle au produit des masses des deux particules, et cela exige que les masses de matière soient comme treillagées, en sorte qu’il passe au travers un nombre de molécules bien plus grand que celui des molécules qui les heurtent. C’est donc une nouvelle hypothèse à greffer sur l’hypothèse fondamentale. Il faut, en outre, expliquer la source de l’énergie des plus petites particules, ce qui est encore à faire. Aussi, bien que séduisante au premier abord, la théorie de Thomson a-t-elle encore besoin d’un sévère contrôle expérimental avant de pouvoir être acceptée.

— Dimensions des atomes. Rien n’est moins certain, en réalité, que l’existence des atomes au sens où l’on prend d’habitude ce mot; mais ce qui est tout à fait mis hors de doute par les phénomènes chimiques, c’est qu’une matière ne peut pas être divisée au delà d’une certaine limite sans qu’elle cesse d’avoir ses caractères spécifiques. Une comparaison fera concevoir cette proposition, qui peut paraître paradoxale à première vue. Imaginons une construction faite d’un nombre extrêmement grand de moellons dont les interstices sont comblés par du mortier. Vue de loin, une telle masse paraîtra homogène. Brisons-la en pièces assez grosses pour que chacune contienne encore un grand nombre de moellons ; les morceaux conserveront les caractères du tout, car ils seront constitués de la même façon que le tout lui-même, le mortier et les moellons y étant sensiblement en même proportion. Mais brisons la masse en morceaux de plus en plus menus. Il arrivera un moment où les morceaux cesseront d’être comparables au tout ; dans les uns le moellon dominera, dans les autres ce sera le mortier, et sans même avoir poussé la division assez loin pour que le mortier soit entièrement séparé du moellon, on aura deux matières aussi différentes entre elles qu’elles sont différentes de la matière primitive. On peut se figurer ainsi la décomposition des corps. L’eau, par exemple, dont chaque goutte, vue dans le plus puissant microscope, nous parait homogène, comme la construction dont nous venons de parler paraîtrait homogène vue de loin dans le meilleur télescope, finit par se résoudre, sous l’action de différentes forces telles que la chaleur ou le courant électrique en deux matières distinctes et n’ayant ni l’une ni l’autre les caractères de l’eau. Il était intéressant, en dehors de toute idée sur la constitution des atomes, de se rendre compte du degré de ténuité que doivent atteindre les particules pour que l’hétérogénéité apparaisse et qu’une matière soit résolue en plusieurs matières, en ces matières où aucune division n’a pu jusqu’ici révéler d’hétérogénéité et qu’on appelle corps simples ou éléments ». Loschmidt parait être le premier qui ait donné à ce sujet un résultat approximatif. W. Thomson a fourni depuis, par diverses méthodes, des évaluations concordantes.

Sans nous arrêter aux considérations de Cauchy, qui démontrent que la dispersion des rayons lumineux telle qu’on l’observe dans le prisme ne peut s’expliquer que si les particules ont des dimensions de beaucoup inférieures (10.000 fois par exemple) à la longueur d’onde de la lumière, c’est-à-dire au dix-millième de millimètre, arrivons aux évaluations de Thomson. On sait que le cuivre et le zinc mis en contact, c’est-à-dire extrêmement rapprochés, car il n’y a pas de contact absolu, se chargent d’électricité et par conséquent s’attirent ; s’ils se fusionnaient en une seule matière, les forces électriques effectueraient un travail qui équivaut à une certaine quantité de chaleur. La quantité d’électricité mise en jeu, et par conséquent le travail des forces électriques, augmentent avec la surface, c’est-à-dire au fur et à mesure que les masses de cuivre et de zinc sont plus divisées.

On peut concevoir que cette division soit telle, que la chaleur équivalente au travail effectué par les forces électriques, quand les particules se fusionnent, soit suffisante pour amener effectivement la fusion en un alliage homogène. Or, on sait par expérience la quantité de chaleur dégagée dans la formation de cet alliage, qui est le laiton. En s’appuyant sur diverses données expérimentales, dont quelques-unes, il est vrai, laissent un peu de place à l’incertitude, on calcule que, si les particules métalliques étaient réduites à 36 billionnièmes de millimètre, la quantité de chaleur de combinaison serait notablement supérieure à celle qu’on observe. On doit en conclure que les particules doivent avoir des dimensions supérieures à 0^mm,000 000 036.

Une troisième évaluation est fondée sur la considération des phénomènes capillaires. On sait qu’une surface liquide se comporte comme une lame de caoutchouc tendue; en particulier, une bulle d’eau de savon peut être assimilée à un ballon de caoutchouc; en y insufflant du gaz par un tube, on la distend mais, si on laisse l’orifice du tube libre, la bulle se dégonfle et diminue de diamètre. Or, pendant que l’on souffle une bulle de savon, sa température s’abaisse, et ce phénomène est corrélatif de la diminution de tension superficielle quand la température croit. On a calculé que, si l’on pouvait réduire l’épaisseur de la bulle à 50 billionnièmes de millimètre et si les données expérimentales pouvaient s’appliquer, par extrapolation, à ce cas irréalisable, la quantité de chaleur qu’il faudrait fournir à la bulle pour maintenir sa température en équilibre avec le milieu ambiant, et sans compter celle qui équivaut au travail nécessaire pour vaincre les forces moléculaires, est suffisante pour échauffer une masse d’eau quatre fois plus grande à 100°. On ne peut guère concevoir un pareil résultat et l’on est conduit à admettre que la tension superficielle à température constante est beaucoup diminuée quand on arrive à une telle ténuité; mais cette diminution de tension superficielle ne se conçoit elle-même que si l’épaisseur de la lame est de l’ordre de grandeur du rayon de la sphère d’action moléculaire et qu’il n’y ait plus qu’un petit nombre de particules dans l’épaisseur. La quatrième méthode d’évaluation se fonde sur la théorie cinétique des gaz; elle ne peut être expliquée ici ; nous dirons seulement que le calcul conduit au nombre 50 billionnièmes de millimètre pour les dimensions des particules. Tous les nombres trouvés sont du même ordre de grandeur, et si l’on peut donner par une image frappante l’idée de la grosseur des dernières particules matérielles, on peut dire que ces particules sont à un grain de plomb ce qu’un grain de plomb est par rapport à la Terre. Autrement dit, si l’on pouvait construire un microscope assez puissant pour faire paraître un grain de plomb de chasse aussi gros que la Terre, ses molécules paraîtraient sensiblement de la grosseur d’un grain de plomb.

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