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A. BERTHOUD.— LA STRUCTURE DES ATOMES 



diminuer la charge du noyau de deux unités, et 

 par conséquent entraîner un déplacement de 

 l'élément de deux rangs dans le sens des nombres 

 atomiques décroissants. Si c'est une particule /3 

 qui est émise, la charge positive se trouve, au 

 contraire, augmentée d'une unité et par consé- 

 quent aussi le nombre atomique. 



Le nombre des électrons négatifs qui circu- 

 lent autour du noyau, et qui compensent sa 

 charge positive, doit évidemment être aussi égal 

 au nombre atomique, puisque l'atome, considéré 

 comme un tout, est électriquement neutre. 11 ne 

 dépasse donc jamais 92, et par conséquent ces 

 électrons extérieurs ne forment qu'une très mi- 

 nimepartie de la masse de l'atome. Cette massese 

 trouve donc concentrée presque totalement dans 

 le noyau, i^a densité de ce dernier, s'ilestpermis 

 d'employer ici ce terme, est donc extraordinai- 

 rement élevée. Celle du noyau de l'or dépasse- 

 rait le chilTre de 600 milliards, ce qui revient à 

 dire que tous les noyaux d'orque l'on ferait tenir 

 dans un centimètre cube pèseraient plus de 

 eOO.OOO tonnes. 



Il n'est pas sans intérêt d'observer que, bien 

 avant que les faits exposés ci-dessus fussent 

 connus, des considérationsd'un tout autre ordre, 

 relatives aux chaleurs spécifiques des gaz mono- 

 atomiques ou biatomiques, avaient déjà donné 

 lieu à l'idée que toute la masse d'un atome est 

 concentrée vers son centre'. 



La charge positive du noyau ne représente pas 

 simplement le nombre des électrons positifs 

 qu'il contient. 11 n'y a pas de doute que les élec- 

 trons négatifs entrent aussi dans sa constitution. 

 Ils sont nécessaires pour assurer sa stabilité. La 

 charge apparente est déterminée par le nombre 

 des électrons positifs en excès par rapport aux 

 électrons négatifs. Il est cependant probable que 

 le noyau atomique de l'hydrogène se réduit à un 

 simple électron positif, dont la masse serait par 

 conséquent presque égale à celle de cet atome, 

 soit 1830fois plus grande que celle de l'électron 

 négatif. S'il n'est pas possible d'en donner une 

 preuve évidente, c'est l'hypothèse la plus simple 



1. D'api'èa la théorie cinétique des ga/ et le ]>rincipe 

 d'é(|uiréparlilioii, la chaleur moléculaire d'un gaz nionoalo- 

 mique (argon, hélium, etc.) devrait, si on tient compte de 

 l'énergie de rotation et de translation des molécules, être 

 égale t\ ;{H (où U représente la constante des gaz parfaits, 

 voisine de 2 calories). En réalité, elle est deux fois plus 

 faillie, soit '^/'l R. 11 faut en conclure que les molécules mono- 

 utomiijues n'ont pas d'énergie <le rotation, c'est-ù-dire que 

 leurs chocs ne parviennent pas l'i les faire tourner sur elles- 

 mêmes. La seule explication satisfaisante de ce fait curieux 

 est fondée sur la théorie des quanta,. suiviint laquelle l'éner- 

 gie de rotation <run atome ne peut varier que d'une manière 

 discontinue, et suppose que toute la masse de l'atome se 

 trouve condensée vers son centre. On trouvera toute cette 

 ((ucsli<'ii claireuicnt exposée dims tc$ Atonies do J. l'crrin. 



et la plus probable qu'on puisse faire et elle n'est 

 contredite par aucun fait d'expérience. 



Pour expliquer la masse relativement élevée de 

 l'éleclron positif, il n'est nullement nécessaire 

 de supposerl'existence d'un support matériel. Il 

 suffît d'admettre que l'électricité est ici concen- 

 trée dans un très petit espace et que le diamètre 

 de l'électron positif est 1830 fois plus faible que 

 celui de l'électron négatif '.Une détermination ex- 

 périmentale de ce diamètre est actuellement im- 

 possible, mais il estsuggestif quecertaines obser- 

 vations indiquent, comme nous l'avons vu, qu'il 

 est effectivement plus petit (jue celui de l'élec- 

 tron négatif. 



L'électron positif se présente ainsi comme le 

 plus petit corpuscule qui entre dans la constitu- 

 tion de la matière, et en même temps celui 

 auquel est dii la presque totalité du poids des 

 corps. Puisque sa masse est sensiblement égale 

 à celle d'un atome d'hydrogène, le nombre des 

 électrons positifs contenus dans un atome est 

 représenté par la valeur arrondie du poids atomi- 

 que^. Nous sommes ainsi ramenés, sous une forme 

 rajeunie, à la vieille hypothèse de Prout, suivant 

 laquelle tous les atomes sont formés par une ag- 

 glomération d'atomes d'hydrogène. Cette hypo- 

 thèse, qui a donné lieu à de nombreuses discus- 

 sions dans le cours du siècle passé, a d'ailleurs 

 toujours conservé des partisans, car si les poids 

 atomiques ne sont pas des multiples entiers de 

 celui de l'hydrogène, comme Prout avait cru pou- 

 voir l'allirmer, ils s'en écartent cependant très 

 peu en général, surtout dans le cas des atomes 

 légers, et cela ne peut être un simple hasard. Il 

 ne semble d'ailleurs pas impossible aujourd'hui 

 de rendre compte de ces écarts qui ])endant 

 longtemps ont fait rejeter l'hypothèse de Prout' . 



Le noyau atomique, formé d'électrons des deux 



1. Voirnote 1, page 578, -• colonne. 



'2. L'atome de sodium, par exemple (Na =23), serait forme 

 (le 23 électrons positifs, tous contenus dans le noyau, et d'un 

 nombre égal d'électrons négatifs. De ces derniers 11 sont 

 extérieurs au noyau ; les autres, au nombre de 12, font jiartie 

 du noyau, dont la charge positive est ainsi égale nu nombre 

 atomique 11. 



3. 11 est d'abord très probable que le principe de lu con- 

 servation de la masse ne s'applique pas rigoureusement aux 

 transformations atomiques. La masse électromagnétique de 

 plusieurs corpuscules d'électricité, serrés les uns contre les 

 autres, dépend, d'après Lorentz et Nicholson, non seulement 

 de leur nombre, mais aussi de la manière dont les champs 

 so pénètrent mutuellement. Par consécpient, lors même qu'un 

 noyau atomique serait formé par la condensation de plu- 

 sieurs noyaux d'hydrogène, sa masse ne serait pas nécessaire- 

 ment un multi|>lc exact de la masse de ce dernier. En outre, 

 d'après la théorie de relativité, l'énergie possèile une certaine 

 masse, et comme l'agglomération de plusieurs électrons posi- 

 tifs en un noyau atomiciuc est sans doute liée à une forte Ta- 

 riation d'énergie, la loi de Lavoisier ne serait pas exacte- 

 ment applicable ft ce phi'nomène. Enfin, im sait que certains 

 éléments sont conslitués par un mélange d'isotopes. C'est le 



