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A. BERTHOUD. — LA CONSTITUTION DES ATOMES 



LA CONSTITUTION DES ATOMES ET L'AFFINITÉ CHIMIQUE' 



Parmi tous les problèmes dont la solution est 

 considérée comme un des buts essentiels de la 

 Chimie théorique, celui de la nature des forces 

 qui interviennent dans les transformations de la 

 matière s'est posé l'un des premiers à l'esprit 

 des penseurs. 11 n'en est peut-être aucun qui ait 

 été plus que celui-là une source de déceptions. 

 Pendant longtemps, toutes les théories explica- 

 tives se sont montrées incapables de rendre 

 compte des maûifestations de l'affinité. En pré- 

 sence de cet insuccès, les chimistes ont dû se 

 convaincre, dans la seconde moitié du siècle 

 passé, que le problème était prématuré, qu'il 

 convenait de borner ses ambitions et de se con- 

 tenter, au moins provisoirement, d'une théorie 

 de l'affinité traduisant simplement les faits expé- 

 rimentaux, en laissant en suspens la question 

 de la nature des forces agissantes. 



Les progrès réalisés dans ces dernières années 

 dans la connaissance de la constitution des atomes 

 ont apporté des éléments nouveaux, indispen- 

 sibles à la solution du problème de l'affinité, 

 qui a été ainsi ramené au premier plan des 

 préoccupations des chimistes. Des théories ont 

 été élaborées qui rendent compte déjà d'un grand 

 nombre de faits observés et, quoique les opinions 

 soient encore partagées quant à leur valeur, il y 

 a là tout un ensemble d'idées qui ne peuvent 

 laisser indifférent aucun chimiste. Le nombre 

 des phénomènes où elles ont trouvé d'intéres- 

 santes applications est déjà très grand. Le peu 

 de temps dont je dispose m'obligera donc de 

 faire un choix et de passer rapidement sur cer- 

 tains sujets qui mériteraient cependant un exa- 

 men approfondi. 



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 * * 



La constitution des atomes, telle qu'elle s'est 

 révélée grâce aux travaux d'une pléiade de cher- 

 cheurs, parmi lesquels Rutherford et Bohr occu- 

 pent le premier rang, est si connue que je puis 

 me borner à rappeler les faits essentiels qui nous 

 intéressent directement. 



Pour expliquer le phénomène delà dispersion 

 des rayons X traversant la matière, Rutherford 

 a été amené à concevoir l'atome comme formé 

 d'un noyau central extrêmement petit, chargé 

 d'électricité positive, dans lequel se trouve 

 concentrée presque toute la masse atomique et 

 autour duquel gravitent des électrons. Le nom- 

 bre de ces derniers, qui est naturellement égal 



1. Cuntérence taile ;iu Lul.oraloiie de M. A. Haller. 



à la charge nucléaire, comptée en unités élémen- 

 taires, est représenté par le numéro d'ordre de 

 l'élément dans le système périodique ou, en 

 d'autres termes, par le iwmhre atomique. 11 y a 

 donc un seul électron dans l'atome d'hydrogène ; 

 il yen a deux dans celui d'hélium, trois dans 

 celui de lithium, et ainsi de suite jusqu'à 92 

 dans l'atome le plus lourd, celui d'uranium. 



Toutes les propriétés chimiques et la plupart 

 des propriétés physiques dépendent directement 

 dos électrons exléiieurs. C'est donc leur arran- 

 gement autour du noyau et leurs mouvements 

 qu'il serait surtout intéressant de connaître. On 

 sait comment le problème a été résolu par Bohr, 

 pour l'atome d'Iiydrogène. Malheureusement cet 

 élément est le seul pour lequel nous ayons une 

 solution précise. Il n'y a pas de doute que les 

 principes à labase de la théorie de Bohr, et qui 

 ont reçu dans l'étude du spectre lumineux de 

 l'hydrogène de si éclatantes vérifications, ne 

 restent valaljles dans les atomes moins simples, 

 contenant plusieurs électrons extérieurs. Mais 

 le problème devient ici beauc(mp plus dilficile. 

 Les conditions d'équilibre dans ces systèmes 

 complexes sont encore trop obscures pour qu'il 

 soilpossible de prévoir par le calcul la configu- 

 rationla plus stable Cependant, si nous sommes 

 loin de connaître dans ses détails l'architecture 

 des édifices atomiques, il y a lieu de croire que 

 nous en savons au moins le plan général. 



Selon une hypothèse formulée par Bohr, les 

 électrons seraient groupés en nombres déter- 

 minés sur des orbites concentriques. Quand on 

 passe d'un élément au suivant dans le systèm.e 

 périodique, l'électron dont s'augmente l'essaim 

 extérieur se place régulièrement sur l'anneau le 

 plus externe, jusqu'à ce qu'il soit complet. Un 

 nouvel électron vient ensuite occuper une orbite 

 plus externe et forme l'amorce d'un nouvel 

 anneau. 



Les variations périodiques des éléments, 

 mises en évidence dans la classification de Men- 

 déléjeff, trouvent ainsi leur explication dans 

 l'apparition rythmique, à mesure que le nombre 

 atomique augmente, de nouveaux anneaux qui 

 sedéveloppent en passant par les mêmes phases. 



La facilité avec laquelle les atomes des métaux 

 alcalins abandonnent un de leurs électrons, soit 

 dans les réactions chimiques, en passant à l'état 

 d'ions positifs iNa, K"^, etc.), soit sous l'action 

 de la lumière, dans les phénomènes photo-élec- 

 triques, induit à penser que cet électron, faible- 

 ment lié, occupe seul l'orbite la plus externe. 



