Ordre ionique

“ Il est bien remarquable que jamais on n’ait pu isoler des électrons positifs : toute ionisation divise l’atome, d’une part, en 1 ou plusieurs corpuscules négatifs, de masse insignifiante, et d’autre part en un ion positif relativement très lourd, formé du reste de l’atome. ”

“ Dans le domaine physiologique, sans négliger la question de l'acidité de titration, qui n'est pas sans importance en diverses circonstances, il convient de considérer très attentivement la question de l'acidité ionique, car on peut dire que l'acidité ionique ou l'alcalinité ionique président aux phénomènes biologiques, bien plus directement et immédiatement que l'acidité ou l'alcalinité de titration. ”

“ La chimie des ions détermine par des procédés divers la richesse de la solution en ions hydrogène, qui sont les véritables agens de l’acidité. L’un de ces procédés est particulièrement avantageux en ce qu’il ne modifie aucunement la solution à l’étude, il n’y introduit aucune substance étrangère, il n’y ajoute aucun réactif ; c’est un procédé purement physique. Il consiste à organiser une. pile de concentration à électrodes gazeuses, formées par une l’âme d’hydrogène. La solution à étudier forme l’un des élémens de cette pile. ”

“ Le carbone, l'azote, l'oxygène et le soufre sont les éléments retenus pour l'implantation ionique. Ce choix est motivé par plusieurs facteurs qui sont d'ordres économiques, techniques et scientifiques:
Les éléments choisis peuvent tous être obtenus à partir d'un gaz ”

“ Or, d’après l’étude comparée des ions obtenus dans divers cas, il semble probable que l’ion négatif a toujours pour noyau un électron ou corpuscule auquel appartient la totalité de la charge, et dont les dimensions sont négligeables par rapport à celles d’un atome, mais qui est susceptible de s’entourer de molécules de gaz pour former une agglomération assez importante. ”

“ Le métal, cuivre, potassium, sodium, se rassemble à la cathode : l’ensemble des autres parties se rend à l’électrode positive ou anode. Faraday, en 1835, a créé le mot d’ion (qui en grec signifie allant) pour indiquer ce mouvement des élémens qui sont comme attirés par les électrodes. L’ion métallique qui va à la cathode est un cation ; le reste acide (SO4, AzO3, CI) qui se rend de même à l’électrode positive, à l’anode, est un anion. ”

“ Les chimistes entendent par radicaux organiques certains groupes d’atomes de carbone et d’hydrogène, qui peuvent, de même qu’un atome de brome, d’iode, ou de chlore, ou se combiner à un atome d’hydrogène, ou se substituer à lui dans une de ses combinaisons. D’après la théorie dynamique de la matière, c’est un groupe de forces dont la résultante est égale à la force unique que représente un atome d’hydrogène, de brome, de chlore ou d’iode. ”

“ Il passe successivement en revue les corps volatils les mieux analysés, l'eau, l'hydrogène sulfuré, l'acide sulfureux, l'acide carbonique, et le sulfure de carbone; pour lui, les molécules de ces combinaisons sont trialomiques, et des lignes droites dont l'atome le plus électro-positif occupe le milieu.
La molécule de l'hydrogène proto-carboné est 1 atome du troisième ordre, entouré de 4 atomes du cinquième ; celle de l'hydrogène deuto carboné est 1 octaèdre non centré. ”

“ Par une étude attentive des spectres de rayons X, on peut classer les raies d’émission comme celles des spectres lumineux, et déduire de là le nombre et la nature des niveaux d’énergie. Quand le nombre atomique augmente d’une unité, un électron vient s’adjoindre à l’atome, le nombre total d’électrons extérieurs au noyau variant depuis 1 pour l’hydrogène à 92 pour l’uranium. ”

“ Quels moyens la théorie des ions fournit-elle pour en juger ?
En chimie ordinaire, — comme dans la vie ordinaire, — la force se juge par le résultat de la lutte. Un acide est plus fort qu’un autre lorsqu’il chasse celui-ci de ses sels, ou lorsqu’il neutralise, à concentration égale, une plus grande proportion de base. Le degré d’acidité s’apprécie donc par la quantité de base nécessaire à la neutralisation. ”

“ Un « grand nombre » de molécules peuvent être dissociées en ions. Dans les solutions très étendues, « toutes » les molécules sont ionisées. Une solution très étendue ne contient donc pas le corps que nous croyons y exister, que nous y avons mis, il en contient seulement les élémens, les ions, tels que l’électrolyse pourrait les fournir. Dans l’acide chlorhydrique très dilué, par exemple, les ions hydrogène, c’est-à-dire les atomes d’hydrogène chargés d’électricité positive, nagent librement, escortés par les anions chlore. ”

“ L’expérience montre que la faculté de fixer une charge négative est liée aux propriétés électrochimiques de l’atome. Ainsi les atomes d’oxygène et de chlore apparaissent très fréquemment avec charge négative ; on rencontre celle-ci également sur les atomes d’hydrogène et de carbone, tandis que l’hélium, l’azote, le néon, l’argon, le krypton, le xénon et le mercure ne donnent jamais de paraboles négatives. Les molécules à charge négative ne se rencontrent que rarement, et cela seulement pour l’hydrogène, l’oxygène et le carbone. ”

“ À mesure que nous passons à des corps plus complexes, comme ceux qui forment l’objet de la chimie organique, nous voyons la nature de l’atome composant, influer de moins en moins sur les qualités du composé. Quand, dans une molécule organique un peu compliquée, nous remplaçons un atome d’hydrogène par un atome de chlore, ses propriétés se modifient à peine, alors que le chlore et l’hydrogène sont des éléments doués de qualités extrêmement différentes. ”

“ Dans un atome-muscle la lumière de la molécule-nerf décomposera trois d'oxigène à la surface, l'oxigène deux d'hydrogène au rayon, et l'hydrogène un d'azote ou de carbone au centre, qui rayonnera en produits nouveaux, combinaisons qui résultent du contact des corps simples ou composés à l'état naissant: soit, en acide carbonique, ammoniaque, etc. Ce résultat peut s'exprimer par saveurs comme surface, amers comme rayons et sels comme centre de force. ”

“ Dans la chimie des ions, la force de l’acide, c’est-à-dire son degré d’acidité, s’exprime par le nombre d’ions hydrogène qui est présent dans un volume donné. Le degré d’alcalinité dépend de même du nombre d’ions oxhydrile de la solution. ”

“ Or, comme les atomes nitroaériens existent abondamment dans les deux substances qui composent la chaux, il peut se faire que l'affinité des atomes nitro-aériens pour les atomes qui sont de la même nature qu'eux, et leur médiation suffise pour maintenir la conciliation entre ces deux substances contraires , l'acide et l'alcali, de sorte que ces deux corps ne peuvent point agir l'un sur l'autre. Mais, si vous ajoutez de l'eau, vous atténuez la force des atomes nitroaériens; leur affinité pour les atomes de même nature qu'eux-mêmes se trouve en partie détruite ”

“ L'anode est le pôle négatif du corps décomposé, le cathode son pâle positif. Les corps qui touchent ceux qui se décomposent sont des électrodes. Ceux qui se décomposent directement en leurs éléments par le moyen d'un courant électrique ont reçu de lui le nom d'électrolytes, et leurs éléments celui de ions. L'eau est un électrolyte et ses ions l'oxygène et l'hydrogène. L'ion, qu'on a jusqu'à présent considéré comme l'élément électro-négatif, s'appelle, d'après lui, anion, et l'autre, ou celui électropositif, cation. ”

“ Il est déjà clair, par cela même, que l’on ne peut pas demander aux ions les propriétés et les caractères des molécules ordinaires, puisque ce sont des molécules mises en état spécial, électrique : c’est, par conséquent, une bien vaine contestation, des adversaires de la théorie, que de prétendre que les ions n’existent pas dans tel ou tel cas déterminé, que par exemple il n’y a pas d’ion de chlore (de chlorion) dans une solution étendue d’acide chlorhydrique, parce que l’on n’y constate point les propriétés du chlore ordinaire, des atomes et molécules ordinaires. ”

“ De même chaque atome conserve en général autant de valences dans les divers composés où il entre. Jamais on n’a été conduit à supposer l’hydrogène polyvalent ; le chlore, le brome ou l’iode, qui peuvent remplacer l’hydrogène atome par atome, sont aussi univalents. L’oxygène est généralement bivalent comme dans l’eau HOH, l’azote trivalent comme dans le gaz ammoniac NH3 ou pentavalent comme dans le sel ammoniac NH4Cl, le carbone quadrivalent comme dans le méthane CH4. ”

“ Un être encore, le proton, comme l'électron, un être de type inverse, un être lourd fait pour s'opposer au léger électron dans l'atome : dans l'atome que nous voyons faire ainsi son entrée. — Opposition nécessaire, en effet, que celle de l'électron et du proton dans l'atome, dont ils sont les matériaux, indispensables : sans un proton, pas de noyau d'Hydrogène, pour commencer ; sans des protons, et qui soient en surnombre par rapport à des électrons, qui sont là eux aussi, aucun des noyaux complexes qui font suite. ”

“ Parmi les particules positives on rencontre des atomes et des molécules, à charge simple ou multiple. Une particule positive est à charge double si deux électrons ont été séparés lors de l’ionisation de l’atome ou molécule neutre dont elle a été libérée. Parfois on observe, à partir des paraboles primaires normales, des prolongements plus faibles s’arrêtant exactement à la moitié de la valeur limite de y, sans aucune altération de la forme parabolique. ”

“ La différence fondamentale entre les deux catégories consiste en ceci qu’un atome peut perdre un ou plusieurs électrons périphériques sans changer de nature, tandis que l’émission d’un rayon entraîne la transformation de l’édifice atomique. Les électrons essentiels ne peuvent donc venir que du noyau. ”

“ Que ces charges électriques soient cause que les ions de HCl possèdent des propriétés si différentes de celles que nous connaissons à l’hydrogène et au chlore, c’est ce qui, à première vue, paraît devoir soulever des objections sérieuses ; néanmoins un examen plus approfondi n’y fait voir aucune impossibilité, mais bien une possibilité qui n’est pas encore complètement expliquée. À côté de cela, les faits sont nombreux, qui n’ont pu être expliqués, prévus et calculés en partie qu’à l’aide de la dissociation électrolytique. ”

“ L’atome d’hydrogène se compose d’un noyau nommé proton, de charge nucléaire égale à celle de l’électron unique qui l’accompagne. En négligeant la masse des électrons, on obtient, pour un atome quelconque, une masse égale à celle des protons qu’il renferme. Puisque le poids atomique P atteint 238 et le nombre atomique N seulement 92 (uranium) , il est clair que le noyau doit contenir un nombre d’électrons égal à la différence P — N, P étant le poids atomique d’un élément simple et non celui d’un mélange d’isotopes dont les termes peuvent différer de plusieurs unités. ”

“ Quand la valeur de est suffisamment grande, l’énergie cinétique de l’ion au moment du choc peut devenir telle que l’ion se comporte comme un véritable projectile qui, en rencontrant une molécule, peut déterminer la formation de deux ions nouveaux. On dira alors qu’il y a ionisation par choc des ions. On conçoit que si un ion donne ainsi lieu à la production d’ions nouveaux, et cela en quantité d’autant plus grande que le champ est plus intense, le courant puisse augmenter rapidement avec la différence de potentiel. ”

“ La théorie des ions et des électrons , dont la portée s' est étendue bien au delà des faits d' électrolyse , donne lieu à des relations dans lesquelles entre nécessairement la masse des atomes et groupements atomiques , l' électron étant la charge électromotrice d' un ion . ”

“ La théorie des ions rend compte de bien d’autres faits restés jusqu’ici sans explication, relatifs aux propriétés des solutions. Tel, par exemple, le fait de la constance de la chaleur de neutralisation des ici des et des bases en solution étendue.
La mise en présence d’un acide et d’une base donne lieu à un triple phénomène : formation d’un sel, production d’eau et dégagement de chaleur. Ce dernier, on s’attendait à le trouver grand dans le cas des acides forts ou des bases énergiques, et petit dans le cas des bases ou des acides faibles. Contrairement à l’opinion commune, il n’en est rien. ”

“ En affirmant que l’ionisation se produit sous d’autres causes que le passage du courant électrique, et par exemple par le seul fait de la dissolution de l’électrolyte dans l’eau ; que les solutions aqueuses de sels quelconques, d’acides minéraux et de bases minérales sont plus ou moins ionisées, Arrhenius et l’école physico-chimique allemande, Ostwald, Nernst et leurs élèves ont rattaché à la théorie de l’ionisation un grand nombre de problèmes de chimie et de chimie biologique et particulièrement celui qui nous occupe, de l’acidité et de la basicité des corps composés. ”

“ L’existence de l’électron et du proton exige, au point de vue de la mécanique, des forces de cohésion, s’exerçant à de très petites distances suivant une loi autre que l’inverse du carré des distances, de manière à faire équilibre à la pression électrostatique. ”

“ D’abord, quelques gaz, comme l’argon, ont, à la température ordinaire, une molécule monoatomique, c’est-à-dire formée d’un seul et unique atome dont la valence n’est évidemment pas satisfaite. De plus, ainsi que nous l’avons déjà dit, aux hautes températures, les molécules polyatomiques, qu’elles appartiennent à un corps simple ou à un corps composé, tendent à se dissocier, d’où résulte encore l’existence, à l’état libre, de molécules monoatomiques, c’est-à-dire d’atomes. ”

“ Dans le domaine des radiations, les succès sont constants et remarquables ; de plus, la molécule conçue comme un système d’électrons en mouvement, en équilibre dynamique stable sous leurs actions mutuelles, se prête bien à l’interprétation des faits de l’électrostatique, ce système pouvant sous l’action d’un champ extérieur se polariser par suite d’un changement de répartition des électrons positifs et négatifs qui, dans le mouvement perturbé, prédomineront en moyenne aux extrémités opposées de la molécule dans la direction du champ. ”