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Submitted on 1 Jan 1905
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Sur la terminologie relative aux phénomènes d’ionisation
Alex de Hemptinne
To cite this version:
Alex de Hemptinne. Sur la terminologie relative aux phénomènes d’ionisation. Radium (Paris), 1905, 2 (11), pp.353-355. �10.1051/radium:01905002011035300�. �jpa-00242153�
Sur la terminologie relative
aux
phénomènes d’ionisation
Deuxième Année. N° 11 15 novembre 1905.
ES différences considérables existent entre les
particules électrisées des liquides et des gaz.
Malgré cela le terme commun d’ion est gé-
néralement employé pour les désigner.
Dans le cas des gaz la particule négative la plus petite est parfois appelée corpuscule négatif, électron.
électron-ion ou ion négatif.
Pour les spécialistes qui ont suivi pas à pas les
progrès de la science, le manque de précision et d’at-
tente dans l’emploi des mots, n’offre pas de trop grands inconvénients, le lecteur instruit rétablit aisé- ment dans chaque cas le sens qu’il faut leur attacher;
pour le débutant il y a dans ces divergences une
source de confusion créant des difficultés nom elles.
Lors du Congrès de radiologie et d’ionisation, le
comité organisateur, profitant de la réunion des spé-
cialistes les plus éminents, a cru qu’il serait utile de provoquer un échange de vue sur la terminologie
relative aux phénomènes d’ionisation. Dans le but d’amorcer la discussion il m’a prié de faire un travail préparatoire ; il m’a donc semhlé suffisant de pré-
senter quelques remarques sur ce sujet laissant au Congrès la tache principale.
La terminologie a une importance considérable sur
le développement des sciences, il n’est pas inutile de s’en occuper. Pour ceux qui n’en sont pas convaincus, je citerai l’appréciation de deux hommes, distants par le temps et par la nature spéciale de leurs connais-
sances. Je yeux parler de Lasoisier et de )1. Poincarré.
Dans le discours préliminaire de son traité de chi- Inie, Lavoisier s’exprime de la manière suivante : Toute science physique est nécessaircilleilt formée de trois choses : la série der faits qui constituent la science; les idées qui les rappellent, les mots qui les expriment. Le mot doit faire naître l’idée, l’idée doit
peindre le fait : ce sont trois empreintes d’un même
cachet, et comme ce sont les mots qui conservent les idées et qui les transmettent, il en résulte (Iiiu L’on ne
peut perfectionner le langage sans perfectionner lu science, ni la science sans le langage t’I qm quels que tussent les faits, quelque Juste que fussent les idées
qu’ils auraient fait naître ils transmettraient: encore des
impressions fausses si nous n aBions pas des expres- sions pour les rendre. Dans un liBru récent.
)1. Poincarré affirme d’une façon moins abstraitf Hu i...
non moins éloquente l’importance du choix des mois
en physique : « Ce 11’est pas, dit-il, une chose indinc-
rente qu’une langue bien faite: pour ne pas sortir de la phisique l’homme inconnu qui a inventé le mot
de chaleur a voué des générations à l’erreur. On a
traité la chaleur comme une substance simplement
parce qu’elle était désignée par un substantif et on l’a crue indestructible. En revanche celui qui a créé le
mot électricité a eu le bonheur émérite de doter
implicitement la physique loi nouvelle celle de
la conservation de l’électricité qui par un par hasard
s’est trouvée exacte . du moins jusqu’ à présent. »
Ces exemples suffisent . Je pense à prouver l’impor-
tance delà confection du langage scientifique mal-
heureusement le choix des mots est souvent détérminé à un moment donné paries circonstances et des ana-
logies supernciellcs.
Plus tard, la science progressant, si 1 on s’aperçoit des défauts du langage, il sera d’autant plus difficile d’y porter remède tllle cet état de choses aura duré plus longtemps.
L’étude des phénomènes d’ionisation des gaz ctant
une science relativement jeune, il est utile sous ce
rapport d’examiner si la terminologie qui s’y rapporte n’est pas sujette u certaines critiques.
Faraday a le premier emploie le mot ion pour les electrolytes et la théorie des dissolutions a fait un
grand pas, Sur les bases solides de l’expériences et de
la thermodynamique, latiteorie et la dissociation élec-
trolytique a atteint un degré de certitude égale à celle delà titeorie atomique. Elle nous a appris à connaitre les ions: ce sont des atomes portant une charge électrique déterminée, elle peut être double ou mul-
tiple suivant la valeur de l’ahune. La masse et la dimension des atomes étant comme. celles des ions lest aussi, Ce sont des propriétés essentielles. Il t’n
est d autres d’un caractère secondaire. telle que la couleur, eu relation avec la charge, la mobilité
qui dépend de ta température et du
Au point de vue chimique il a été surabandam- ment prouvé qu’il existe un parallélisme étroit entre la
conductivité des dissolutions et leur activité chimique . en d’autres termes les ions jouent un rôle actif et pre-
pondérant dans les reactions. Examinons si au point de vue phyique et chimique nous pouvons designer par
un même mot ion les particules qui transportent
l’électricité dans gaz et les liquides sans crainte d’identifier les choses sensiblement différentes et ne
présentant qu’une analogie superficielle .
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01905002011035300
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Un fait frappe tout d’abord. Soumis à certaines influencer telles que l’action de la chaleur, de la lumière, de 1 électricité, des rayons X, ou des sub- stances radioactives, les gaz simples peuvent conduire
l’électricité. Dans le cas des électrolytes les composes
binaires ont seuls cette propriété et il; l’ont sponta- , nénlent par le fait même qu’ils sont dissous. Mais
quels sont les ions d’un gaz simple, du chlore par
exemple? Il y en a de positifs et de négatifs. A l’audi-
tion du mot ion celui qui, après l’étude des électro-
lytes entreprend celle de la conductibilité des gaz, s’altcndra tout ou moins u se trouver en présence du particules analogue.
Une première difficulté se présente.
Colnment peut-on parler d’un ion positif de chlore puisque la théorie des électrolytes nous apprend que
les éléments du chlore sont toujours négatifs? Y a-t-il
identité entre l’ion électrolytique et la particule négatif
des gaz? Point du tout, celle-ci a une masse et des dimensions variables qui sont parfois bien inférieures à celles de l’atome d’hydrogène.
Pour les composés binaires l’emploi du mot ion
est-il mieux justifié?
Dans de l’acide chlorhydrique gazeux l’ion négatif
est-il du chlore? le positif de l’hydrogène? Dans ce cas
encore l’expérience nous apprend que les particules
électrisécs sont généralement différentes de l’atome.
De plus le phénomène du transport de la matière aux électrodes, connu sous le nom électrolyse, si simple et caractéristique pour les liquides, offre pour les gaz
une telle complexité et de telles irrégularités qu’on ne peut logiquement l’appeler électrolyse.
Sous ce rapport l’emploi du 1110t ion pour désigner
les particules transportées contribue à semer le doute
et la confusion dans l’esprit du débutant.
Si par leurs propriétés physiques essentielles les ions électroly tiques et gazeux sont dill’éhents, ils ne le
sont pas moins au point de vue de leur activité chi-
mique.
Un mélange d hydrogène et d oxygène, d’hydrogène
et de chlore, peut, s’il est fait dans des proportions convenables, faire explosion; dans ce cas il y a combi- naison brusque et rapide des éléments entre eux. Le nombre d’atomes libérés ainsi à un moment donné est très considérable; pourtant si ii ce moment on mesure
la conductivité électrique du mélange, on trouve qu’elle
est relativement faible; il n’y a guère de parallélisme
entre l’énergie considérable de la réaction et le nonlbre d’ions, ils sont donc différents de l’atome chimiques.
Le petit nombre dont on a constaté la présence provient sans doute de fragments détachés de l’édince moléculaire par la violence de la réaction. Ces hypo-
thèses sont confirmées par les faits sui "ants : la con- ductivité électrique du mélange cllore et hydrogène
est nulle, même pendant la combinaison graduelle des
ces gaz sous l’influence de la lumière,.
Enfin la combinaison dont nous venons de parler, qui peut s’effectuer déjà sous lïnf1uence d une faible lumière, ne se fait guère sous celle des rayons X: et pourtant dans ce cas, les gaz sont fortement ionisés.
Les trois expériences que nous venons du citer
1)rtlllll’llt que l’ion gazeux est différent de la particule
active dans les réactions, c’est-à-dire l’atome. C’est
pourquoi dans le cas des gaz, a l’opposé de ce qui a
lieu pour les électrolytes, les particules électrisées ne
jouent qu’un rôle effacé dans les combinaisons chi- miques.
Ce rôle n’est pourtant pas toujours absolument nul.
On sait qu’au moyen de l’ef11uvc électrique on peut
former de l’ozone, réaliser la synthèse de l’ammo-
niarlue, celle des oxydes de l’azote, fixer l’azote et
l’hydrogène sur les substances organiques. Mais dans
toutes ces réactions, qu’il est parfois difficile de réaliser par d’autres moyen, le résultat est petit, comparé à l’énergie dépensée, il semble vraiment que, parmi les particules électrisées produites en abondance, il ne
s’en trouve qu’une nlinime quantité capable de con-
tracter une combinaison.
En résumé, au point de vue chimique pas plus qu’au point de vue physique, on ne saurait identifier
les particules électrisées des électrohtes et celles des
gaz ; les première sont certainement identiques à
l’atome chimique, et les secondes généralement sen-
siblement différentes. Mais alors n’est-ce pas une faute de les désigner par le méme mot ion? .Ne serait-il pas
préférable de choisir un autre terme?
Avant de trancher définitivement cette question, il
est juste d’examiner si la dénomination commune d’ion pour toute particule électrisée ne préscnte pas certains
avantages. Celui qui m’apparait comme le plus plau-
sible est le suivant : ce serait certes un progrès si l’on parvenait à trouver une origine commune aux ions
électrolytiques et gazeux. L’emploi d’un terme unique prépare l’esprit à admettre et le dispose a rechercher les liens de parenté entre tous les ions. Prenons les choses au mieux et supposons que les eflôrts faits dans
ce sens soient couronnés de succès, les différence
constatées entre les propriétés essentielles, comme la
masse et les dimensions, par exemple, n’en subsiste- ront pas lnoins et l’emploi d’un terme différent sera
aussi justifié que l’utilisation des mots atomes et Inolécules pour distinguer des masses différentes de la même matière.
Ceci admis, reste a trouve une terminologie conyc-
nable. Le mieux que l’on puisse faire pour venir a bout de cette tache est de suivre l’exemple de LaBoi- sier, en choisissant des mots indiquant autant que
possible l’origine et les propriétés des choses.
On admet généralement que la conductibilité élec-
trique des gaz est la conséquence d’une sorte de désa- grégatioll plus ou moins profonde de l’édifice molécu- laire.
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Sous l’action des agents physiques, dont nous avons parlé, OH sous l’action du choc dcb ions. une particule
élémentaire, la plus petite portion d électricité néga-
tiw, c,1 détacliée de la molécule, on l’appelle souvent
électron, ce nom a l’avantage d être plus court que celui de corpuscule négatif conservations-le en ayant soin d’eviter l’emploi du mot ion. Certains auteurs limitent l’usage du mot électron a la particule élémen-
taire aussi longtemps qu’elle reste nxee à la molécule et l’appellent électron-ion lorsqu’elle est libre.
A première Nue je ne vois pas la nécessité de cette
complication, il me semble que la particule, quel que
soit son degré de mol)ilité, n’en reste pas moins un électron, de même qu’un atonie d’hydrogène ou de
chlore détaché ou non de la molécule n’en reste pas moins un atome d’hydrogène ou de chlore. Autour de l’électron négatif il peut se fixer des masses neutres, l’ion négatif est ainsi constitué, on pourrait l’appeler
électoion négatif.
Pour les même 11 particule positive. consé- quence du départ de un ou de plusieurs élctrons de
la molécule, pourrait s’appeler electrion positif ou
simplement électrion. Ces mots ont l’avantage de la brièveté. Ils établissent la distinction entre les parti- cules électrisées des gaz et celles des électrolytes et rappellent le rôle joué par les électrons dans la nais-
sance de ces particules.
Je crois avoir démontré qu’il faut éviter l’emploi du
mot ion pour désigneriez particules électrisées des gaz :
quant au choix du mot electrion pour designer ces der-
nières je n’y tiens pas particulierement et serais prèt
à adopter tout autre terme qui me semblerait préfé-
rable . Dans cet ordre d’idées . il serais peut-être utile et
iiiiért>ssaiii que les savants qui s’interesse à cette
question fassent connaitre leur manière de voir.
Alex de Hemptinne.
Professeur de physique expérimentale
à l’Université de Louvain.
Produits de transformation lente du radium
J’AI décrit dans un précédent mémoire’ 1 des expé-
riences faites pour élucider les changements qui
se produisent dans le déport radioactif à trans-
formation lente qui se forme sur une substance expo- sée à l’émanation du radium. J’ai montré que ce dépôt
actif contient deux substances distinctes, le radium 1) et le radium E, ce dernier étant un produit de trans-
formation du premier, Le radium D n’émet que des rayons B, le radium E n’émet que des rayons x.
A l’époque de cette publication on ne disposait pas d’un laps de temps suffisant pour déterminer expérimen-
talement la constante de désactivation de ces sub- stances, nlais on avait pu calculer en parlant de données purement radioactives que le radium D devrait se traiis- former à moitié en 40 ans et le radium E en un an
environ.
Le présent mémoire contient de nouvelles expé-
riences sur la variation d’activité de ces différents pro- duits avec le temps, ainsi que 1 étude d’un nouveau
produit qu’on n’ avait pas isolé d’abo1-d.
Si un corps est laissé quelque temps en présence
de 1 émanation du radium, une fols qu’on le retire,
son activité, 111esllICC par les rayons a,b et y diminue
rapidement avec le "temps. Après 24 heures, les radiums A, B et C déposés sur la lame sont presque entièrement transformés. Il ne reste plus alors qu’une
faible activité résiduelle, comprenant à la tuis des
1. Phil. Mag., nov. 1904. - Le Radium t. I. p. tH3, dé- ccmbrc 1UU4.
rayons a et B La grandeur de cette activité rési- duelle dépend de la quantité d’émanation et du temps d’exposition, mais elle est en général de l’ordre du millionième de l’activité initiale.
Le rayonnement ’J. dll corps, faible ail début, m’an- dit à peu près proportionnellement au temps pendant
Fig. 1. -Loi d’arrodissement des rayon 8 cm par un corps
exposé pendant 38 heures à une grande quantité d’emanation.
une durée de plus de deux mois . Dans une
série d’experiences , l’activité augmentait elle
neuf mois.
Le rayonnement 8. examiné un mois aprés que le
corps eut été soustrait à l’action de l’émanation. s’est montré sensiblemeent constant pendant les neuf mois suivant. Il sembalait indiqué de rechercher si cette constance existait déja dans les premières semaines.
