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S. VEIL. — LES ISOTOPES ET LA SPECTROGRAPHIE DE MASSE 



LES ISOTOPES ET LA SPECTROGRAPHIE DE MASSE 



Le problème de la constitution delà matière est 

 un de ceux qui n'ont cessé d'occuper la pensée 

 scientifique depuis l'antiquité la plus reculée, 

 et les conceptions ont grandement varié avec les 

 époques. 



Au XIX' siècle, après les immenses travaux'des 

 Dalton et autres créateurs des théories chimi- 

 ques modernes, on connaît un certain nombre 

 de corps simples ou éléments qu'on consi- 

 dère comme indécomposables en constituants 

 plus élémentaires. La matière, non divisible 

 à l'infini, se réduit en dernière analyse à des 

 particules très petites et insécables, nommées 

 atomes. Les atomes se soudent entre eux pour 

 former des molécules. Dans les corps simples, 

 les molécules sont formées d'atomes tous de 

 même nature. Dans les corps composés, des 

 atomes d'espèce différente sont réunis dans 

 la molécule, phénomène désigné sous le nom de 

 combinaison. 



Chaque élément se distingue par son poids 

 atomique ou masse chimique de combinaison, 

 et nombreuses sont les systématiques essayées 

 successivement pour rechercher si les valeurs 

 des diverses masses atomiques sont reliées par 

 une loi. 



Une tentative de ce genre, particulièrement 

 intéressante, fut celle de Mendéléef, qui s'aper- 

 çut qu'en classant les éléments par poids atomi- 

 ques croissants, ils reprennent périodiquement 

 des propriétés analogues. Le tableau dressé par 

 Mendéléef comportait encore des places vides; 

 certains des éléments manquants furent décou- 

 verts plus tard, précisément avec les propriétés 

 qu'il avait été possible de leur prévoir, et ce ne 

 fut pas un petit succès pour la théorie. 



Les substances radioactives vinrent à leur tour 

 et purent, elles aussi, se situer dans la classifi- 

 cation de .Mciuléléef. Giàce aux lois de Soddy, 

 les caractères de leur rayonnement suffisent 

 pour déterminer, en même temps que leur poids 

 atomique, leur numéro d'ordre dans le tableau, 

 c'est-à-dire \eur nombre atomique. Ace moment, 

 il ne s'agit plus seulement de combler des ca- 

 ses vides, mais il y a encore surabondance d'élé- 

 ments pour une môme case. Plusieurs éléments 

 de poids atomiques différents ont le même nom- 

 bre atomique et possèdent, par ailleurs, des pro- 

 priétés physiques et chimiques pratiquement 

 identiques. C'est à de tels éléments que Soddy 

 donne le nom d'isotopes. 



Ces circonstances remarquables, observées 

 pour la première fois par Rutherford et ses 



élèves, modifient profondément notre concep- 

 tion de l'atome. Toute la chimie radioactive com- 

 prend de nombreux isotopes. Le radium et le 

 mésothorium 1 forment un couple de cette nature: 

 à part leur rayonnement, ils sont indiscernables 

 et, une fois réunis, ils né se laissent plus sépa- 

 rer. 



D'après les idées actuelles, qui envisagent 

 l'atome comme un noyau positif autour duquel 

 gravitent des électrons, les propriétés chimi- 

 ques, qui ne dépendent que des électrons péri- 

 phériques de l'atome, sont constantes dans un 

 même groupe d'isotopes; au contraire, une pro- 

 priété nuc-léaire, telle que le rayonnement, dif- 

 férencie nettement les isotopes d'un même 

 groupe. 



A l'appui de cette manière de voir, les décou- 

 vertes de Moseley sont venues montrer qu'en 

 effet les propriétés chimiques ne dépendent 

 pas du poids atomique, mais de quelque chose 

 que les physiciens modernes considèrent comme 

 plus fondamental, le nombre atomique. Le nom- 

 bre atomique d'un élément est le nombre d'uni- 

 tés de charge positives du noyau de l'atome; il 

 n'est donc pas un simple numéro d'ordre. 

 Dire que l'hydrogène, l'hélium, le lithium occu- 

 pent les trois premiers rangs, c'est dire que leurs 

 charges nucléaires sont respectivement 1, 2 et 3. 



* 

 * # 



Les recherches de Sir J. J. Thomson apportè- 

 rent une éclatante confirmation des vues de 

 Soddy, en démontrant que l'isotopie n'est pas 

 particulière aux éléments radioactifs, mais 

 qu'elle se présente, au contraire, comme une 

 propriété beaucoup plus générale. 



Les lecteurs de la Reçue générale des Sciences 

 ont été tenus au courant de ces travaux'. Rap- 

 pelons-en brièvement les grandes lignes. 



Les rayons positifs, qu'on peut obtenir en 

 arrière de la cathode perforée d'un tube à dé- 

 charge ordinaire, constitués par des particules, 

 molécules et atomes des gaz présents, so 1 1 capa- 

 bles d'illuminer certaines substances fluores- 

 centes et d'impressionner la plaque photogra- 

 phique. Ils subissent, de la part du champ 

 électrique et de la part du champ magnétique, 



e e 



des déviations proportionnelles à — 5 et — - 



e étant la charge d'une particule, m sa masse, 

 ç sa vitesse. Dans la technique de Thomson, où 



1. S. Veil : liei'uc générale des Sciences, p. 664; 192. 



