Poids atomique

“ Les corps radioactifs ont des poids atomiques élevés. MM. Rutherford et Soddy ont admis que les émanations radioactives sont des gaz à molécule monoatomique et à poids atomique également élevé. Par exemple, un atome d’émanation du radium serait formé à partir d’un atome de radium à la suite de l’expulsion par celui-ci d’une particule α dont la masse atomique est égale à 4, puisqu’il a été prouvé que cette particule représente un atome d’hélium. Si donc le poids atomique du radium est égal à 226, celui de l’émanation du radium serait égal à 222. ”

“ Il est certain que la densité des gaz ne donne pas leurs poids atomique ; il est probable que la capacité calorifique des corps ne la donne pas non plus ; les équivalents des acides, bases ou sels, ne peuvent nous faire connaître les atomes élémentaires ; et, tout considéré, la théorie atomique serait une science purement conjecturale, si elle ne s’appuyait sur l’isomorphisme. ”

“ En vous rappelant la réduction à moitié que la densité de la vapeur du mercure semble exiger dans le poids atomique admis pour ce métal, vous allez peut-être dire : Eh bien, il est tout simple que la chaleur spécifique de l’argent réclame pour son poids atomique une pareille réduction ; car les poids atomiques des deux métaux étant ainsi l’un et l’autre pareillement réduits, leurs combinaisons ne cesseront pas d’être d’accord. ”

“ Supposons d’ailleurs que les atomes chimiques du soufre, du fer, du cuivre, du zinc, soient exprimés chacun par le même nombre que l’atome vrai, déduit de la capacité calorifique.
Ne faudra-t-il pas que l’atome chimique du tellure, qui renfermera deux fois plus de véritables atomes que ceux des corps précédents, soit représenté par un poids double ? Le poids atomique des chimistes ne sera donc plus alors égal au poids tiré de la chaleur spécifique : il sera exprimé par un nombre double. L’atome chimique du carbone, au contraire, pèsera quatre fois moins. ”

“ Dans chacune des familles uranium-radium, thorium, actinium, les poids atomiques se déduisent par application des règles de transformations radioactives, avec diminution de 4 unités de poids atomique pour chaque émission de particule , sans diminution pour une émission d’électron nucléaire. On arrive ainsi à fixer les poids atomiques de tous les radioéléments, sauf l’incertitude mentionnée en ce qui concerne la famille de l’actinium. ”

“ Il existe peut être, en faible proportion des isotopes présentant des écarts de masse particulièrement élevés. Le poids atomique chimique résulte des proportions relatives des isotopes, et celles-ci sont déterminées par la probabilité des configurations correspondantes. La notion de corps simple ou élément à poids atomique entier par rapport à l’oxygène appartient à chaque isotope individuellement, tandis que tous ont en commun la notion de type chimique auquel semble attaché dans la nature un poids atomique chimique défini avec une grande précision. ”

“ La vitesse d’effusion au travers d’un orifice en paroi mince est, au contraire, une fonction du poids atomique seulement si la pression est assez faible pour que chaque gaz subisse l’effusion indépendamment. ”

“ Vous y voyez, en effet, que le poids de l’atome du bismuth a été trouvé égal à 1330, et que le double du poids atomique assigné au palladium fait 1331,7 ; différence bien faible, puisqu’elle n’est que d’environ un sur mille, et rien n’est plus plausible que d’admettre qu’elle puisse prendre sa source dans quelque légère erreur d’observation, ou dans quelque impureté à peine sensible des produits employés à la détermination de ces poids atomiques. ”

“ On voit donc que les éléments à poids atomique faible, en permettant l'accumulation d'un grand nombre d'atomes dans une seule molécule, amènent probablement ce résultat remarquable, que la chaleur absorbée disloque beaucoup les molécules et les échauffe peu. ”

“ CLASSIFICATION DES RADIOÉLÉMENTS
12. Poids atomique. Spectre de l’ionium. — Les poids atomiques de l’uranium, du thorium et du radium sont déterminés par les méthodes de l’analyse chimique. Leurs valeurs actuellement admises sont 238,18 ; 232,12 ; 226,0 [7, 10, 11, 39] . Parmi les autres radioéléments, les données les plus précises sont relatives au radon [20] . Le poids atomique prévu est ici 222, puisque le radon résulte par transformation radioactive du radium, avec départ d’une particule et réduction du poids atomique de 4 unités (He = 4,0 très exactement) [41] . ”

“ Les métaux de faible densité ont surtout pour effet de disperser et de renvoyer les rayons X primaires, mais les métaux denses et, en général, les éléments à poids atomique élevé, donnent aussi lieu d’une part à la production de rayons cathodiques, d’autre part à la production de rayons X secondaires plus absorbables que les rayons primaires. ”

“ La molécule étant généralement formée de deux atomes, le poids moléculaire des corps simples est en général le double du poids atomique; quant au poids moléculaire des corps composés, il est égal à la somme des poids des atomes des divers corps simples qui entrent dans leur composition. Le seul moyen rigoureux de fixer les poids atomiques et les poids moléculaires de tqus les corps simples et composés serait de mesurer leur densité à l'état gazeux, et de la comparer à la densité du gaz pris comme type (on a choisi hydrogène) ”

“ Les mesures précises de poids atomiques montreront sans doute prochainement si dans la formation d'atomes de plus en plus lourds il se fait parfois des pertes de masse comparables à celle qui accompagne la formation d'hélium. ”

“ La constance des poids atomiques, indépendamment des conditions d’origine, ne peut s’expliquer que par une production en proportions constantes dès la naissance des éléments, par des processus d’aggrégation nucléaire encore inconnus. ”

“ Les minéraux d’urane, exempts de thorium, doivent contenir un plomb de poids atomique 206, en ce qui concerne la branche du radium ; la branche de l’actinium fournit, en petite proportion (quelques pour cent) un plomb dont le poids atomique est 206 ou 210. Les minéraux de thorium, exempts d’urane, produisent du plomb de poids atomique 208. Si les plombs d’origine radioactive, contenus dans les minéraux sont exempts d’addition de plomb d’origine étrangère, on doit trouver sur des minéraux convenablement choisis, des différences de poids atomique du plomb, prévues par la théorie. ”

“ Cette règle s’applique aux transformations qui comportent l’émission de rayons et et à celles dites « sans rayons », lesquelles sont d’ailleurs probablement accompagnées d’une faible émission de rayons .
Les règles indiquées ont été inspirées par des exemples simples. C’est ainsi que le radium, de poids atomique 226, dont la place dans le système périodique est connue dans la colonne II des métaux alcalino-terreux, perdant une particule , donne naissance à l’émanation, gaz inerte de poids atomique 222, dont la place est indiquée dans la même rangée et dans la colonne O des gaz inertes. ”

“ Pour les poids atomiques, le calcul en est tout aussi aisé. La constitution des molécules, en effet, est parfaitement connue, puisqu’une molécule n’est, en somme, qu’une image réduite du corps qu’elle forme, et que la constitution de ce corps est donnée par l’analyse chimique. Cherchons, alors, dans toutes les molécules qui contiennent un même corps simple, le plus petit poids de ce corps qui y entre : nous obtiendrons ainsi, évidemment, le poids de l’atome de ce corps rapporté à celui de la molécule d’hydrogène. ”

“ Si nous nous bornons à appliquer la loi des poids atomiques et si nous admettons que le polonium a un poids atomique de 210,5, c'est parmi les atomes stables d'un poids voisin de 206,5 1ue nous serons naturellement conduits à porter nos investigations. ”

“ On ne peut trop insister sur l’importance considérable que prend la détermination exacte des poids atomiques accessibles à l’expérience, pour suivre les lois de transformations radioactives et en déduire les conséquences relatives à la structure des noyaux de radioéléments. ”

“ On peut prévoir que, pour les substances radioactives ayant des poids atomiques voisins, les quantités de chaleur dégagées par gramme de matière détruite sont de même ordre, si la destruction d’un atome entraîne l’expulsion d’une seule particule Quant aux débits de chaleur, à vitesse d’émission égale des particules ils seraient entre eux comme les inverses des vies moyennes et comme les nombres des particules émises par unité de temps par gramme de matière. ”

“ Et un millimètre cube d’éther renferme d’après Clausius et Maxwell, 7716 x (10 élevé à la 54e puissance) d’atomes ou 7716 suivi de 53 zéros !
La vitesse avec laquelle se meuvent les molécules a été évaluée a 1698 mètres par seconde pour l’hydrogène, tandis que pour les gaz plus lourds, elle varie avec le poids tout en diminuant d’une façon notable.
La chimie moderne ne saurait se passer actuellement de la théorie atomique ; sans elle toutes les conceptions qu’elle renferme s’écrouleraient. Ce n’est cependant qu’une hypothèse ; nous n’avons aucune idée réelle de ce qu’est un atome. ”

“ Si l’on détermine pour différents éléments, les masses qui ont même capacité calorifique, on obtient de nouveau des masses chimiquement comparables, savoir les poids atomiques. Et il y a encore d’autres lois exprimant que les masses de différents corps auxquelles correspondent des valeurs égales de certaines grandeurs — grandeurs de capacité des différentes énergies — sont chimiquement comparables. Les poids équivalents ou poids de combinaison ne sont eux-mêmes autre chose que les grandeurs de capacité pour l’énergie chimique. ”

“ Ces modifications mettront le nouveau système de poids atomiques en harmonie, non-seulement avec les faits chimiques les mieux établis, mais encore avec les données
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physiques qui servent de contrôle à la détermination des équivalents. ”

“ Bien que quelques savans persistent à considérer les poids atomiques comme de simples rapports et l’existence des atomes comme un pur artifice logique, il semble plus rationnel d’admettre, avec la majorité de ceux qui ont examiné de près ce difficile problème, que ces atomes sont des réalités effectives, encore qu’il soit très malaisé d’en évaluer exactement les dimensions absolues. ”

“ Bien que l’énergie d’un atome soit probablement très grande, on peut cependant concevoir que la perte d’énergie, par suite des mouvements des électrons constitutifs de l’atome, puisse devenir une cause d’instabilité pour l’édifice atomique. ”

“ La nature de la transformation ne peut cependant pas être mise en doute, car les propriétés chimiques de l’atome résultant de la transformation et sa place dans le système périodique sont bien celles qui correspondent à la perte d’un électron nucléaire, c’est-à-dire à l’augmentation d’une unité pour le nombre atomique. ”

“ On peut, il est vrai, penser que l’expulsion d’une particule n’est pas nécessairement accompagnée d’une diminution de poids exactement égale au poids de l’atome d’hélium, toutefois, l’ensemble de nos vues sur la structure des atomes, ne fournit pas d’appui pour cette supposition. ”

“ Les faits résumés dans cette conférence montrent que la matière n’est pas éternelle, qu’elle constitue un réservoir énorme de forces, et disparaît en se transformant en d’autres formes d’énergie avant de retourner à ce qui, pour nous, est le néant.
Les éléments d’un corps qui brûle ou qu’on essaie d’anéantir par un moyen quelconque se transforment, mais ils ne se perdent pas, puisque la balance permet de constater que leur poids n’a pas changé. Les éléments des atomes qui se dissocient sont, au contraire, irrévocablement détruits. ”

“ Chaque atome, au contraire, est-il doué d'une portioncule de volonté variée chez eux tous? Mais voilà l'homme, entre autres êtres, composé des fluides igné et atomique comme tous les corps, c'est-à-dire un assemblage d'atomes qui lui sont arrivés de cent milliards de lieues à droite, d'autant à gauche, d'autant de toutes les lignes qui aboutissent à sa surface. ”

“ L’existence de l’atome chimique, qui est presque tout un petit monde complexe, semble très probable. Nous ne sommes pas tout à fait sans espoir que l’on puisse connaître un jour le poids réel de chaque atome de ce genre, non seulement les poids relatifs des divers atomes, mais leur nombre sous un volume donné de matière ; on pourra calculer la forme et le mouvement des parties de chaque atome et les distances qui les séparent ; par le moyen de diagrammes géométriques exacts, on parviendra à mettre en évidence les mouvements par lesquels ils produisent la chaleur, l’électricité et la lumière ”

“ Dès qu’une cause quelconque les modifie, ils font explosion et brisent tous ce qui les entoure, après s’être brisés eux-mêmes.
Donc, les atomes qui vieillissent par suite de la diminution d’une partie de leur énergie intra-atomique perdent graduellement leur stabilité. Un moment arrive alors où cette stabilité est si faible que la matière disparaît par une sorte d’explosion plus ou moins rapide. ”

“ L'invention de la bombe atomique ne repose pas sur la découverte d'un nouveau produit chimique dont la combustion dégage un plus grand volume de gaz; elle est basée sur la libération de l'énergie interne de la matière par la décomposition de l'atome. On connaît la fameuse équation d'Einstein d'après laquelle l'éner- gie est égale à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière. Si l'on considère que cette vitesse est de 300.000 kilomètres à la seconde, il apparaît que la décomposition d'une quantité infime de matière libère une énorme quantité d'énergie. ”

“ Ces problèmes ont été examinés au point de vue de la mécanique ondulatoire. La probabilité de l’excitation est d’autant plus petite que le niveau excité est plus élevé et que le nombre atomique est plus grand. ”