Histoire de la chimie

John Dalton

1766-1844

Physicien, chimiste et naturaliste anglais

John Dalton est connu pour être le "redécouvreur" de la théorie des atomes.

C'est aussi lui qui donnera son nom au daltonisme. En effet, à l'âge de 28 ans, il constate qu'il est insensible à certaines couleurs. Il publie en 1794 un article sur le phénomène de dischromatopsie qui sera alors appelé daltonisme.

Fils d’un tisserand du Cumberland (maintenant inclus dans le Cumbria), son père l’initie, dans la plus pure tradition Quaker, aux science et aux mathématiques qui l’orienteront vers la science newtonienne.

En 1793, il est nommé professeur de mathématiques et de philosophie naturelle au New College dépendant de l’Académie de Manchester. En 1799, l’académie déménage à York mais Dalton choisi de rester à Manchester où il vivra modestement de cours particuliers.

A son arrivée à Manchester, il devient membre de la Philosophical Society créée en 1781, conduite par Thomas Percival, un élève de Priestley et diplômé de la faculté de médecine d’Édimbourg. Cette société discute de littérature, de philosophie naturelle, de l’art mais exclut la religion et la politique britannique. Dalton y présente ses premiers travaux en 1794 sur des instruments d’étude météorologiques, thermomètres et baromètres.

C’est son intérêt pour la météorologie qui l’orientera vers la chimie et la théorie atomique. Ses travaux sur l’atmosphère l’amène à constater que la pression de la vapeur augmente avec la température. En étendant cette étude à d’autres gaz, il déduit que le volume occupé par un gaz est proportionnel à la quantité de matière et à la température tout en restant indépendante de la nature du gaz. Il travaille ensuite en jouant sur les volumes et retrouve la loi que Charles avait mise en évidence quelques années plutôt, et que Gay-Lussac avait popularisée.

Il travaille ensuite avec des mélanges de gaz et travaille particulièrement sur l’air, et c’est en 1801, pendant ces études que Dalton formulera la loi des pressions partielles (la pression totale d’un mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles de chaque gaz) suite à l’observation que la pression partielle de vapeur d’eau dans un mélange de gaz est identique quelque soit la nature des gaz mélangés.

Dans l’interprétation de ses résultats, Dalton se maintient dans la tradition corpusculaire, donc atomiste du XVIIème siècle anglais. La première mention de la théorie atomique de Dalton se fera lors de la lecture de son Mémoire sur l’absorption des gaz par l’eau et d’autres liquides, présenté le 21 octobre 1803, où il expose le premier tableau des masses relatives des différents atomes et molécules légères. Dalton développe alors sa théorie des proportions multiples en étudiant le gaz des marais (méthane) et le gaz oléfiant (éthylène).

Il développe en effet l’atomisme sur la base de la loi dite des proportions multiples qui stipule que les composés chimiques résultent de la combinaison d’atomes identiques dans différentes proportions. On peut ainsi, par exemple, en combinant dans différentes proportions des atomes de soufre et d’oxygène, former les différents oxydes de soufre.

Dalton, dans ses spéculations sur la nature atomique de la matière, est contraint de faire des choix en particulier sur en ce qui concerne les masses atomiques. Il postule que les combinaisons se font toujours le plus simplement possible – ce qu’il appelle " the rule of greatest simplicity ". Si deux éléments forment un composé, ce composé est binaire (OH pour l’eau). Si deux éléments forment plusieurs composés, le composé le plus courant sera binaire, et les autres ternaires (A2B ou AB2), voire dans certains cas, quaternaires ou supérieurs. Sur la base des analyses de Lavoisier qui donnent un rapport en masse de 85% d’oxygène et 15 % d’hydrogène, Dalton déduit que si H = 1, alors O = 5,66. En s’appuyant sur d’autres analyses, il choisira O = 7. Sur ses travaux sur les oxydes d’azote, il postulera que l’oxyde nitreux, le plus léger, sera binaire (NO). Sur la base de calculs de densités, il affectera aux autres oxydes d’azote les structures ternaires et quaternaires.

Il publiera le premier volume de la première partie du New System of Chemical Philosophy, le deuxième volume sera publié en 1810 et la seconde partie en 1827.


Bibliographie

  1. Dalton J. - A new System of Chemical Philosophy - trois volumes, 1807, 1810, 1827.
  2. Cardwell - John Dalton and the Progress of Science - Manchester University Press, 1968.
  3. Smith - Memoir of John Dalton and history of the atomic theory.

 

 


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