Les lois pondérales et les lois volumiques
1) Les lois pondérales
Ces deux lois permettent enfin le développement important de la chimie. L'impulsion donnée par Antoine Laurent de Lavoisier (1743 - 1794) a été reprise par les chimistes français (qui souvent furent ses collaborateurs : Chaptal, Fourcroy, Berthollet, Guyton de Morveau, ...). La chimie fait alors appel aux méthodes de mesures physiques de l'époque (mesure de densité, ...) et ainsi, beaucoup de grands savants de l'époque étaient à la fois d'éminents chimistes et physicien (Gay-Lussac, Davy, Faraday, Berzélius, ...).
Claude Louis Berthollet (1748 - 1822) en 1803, a donné des règles permettant de prévoir dans quel sens se fera une réaction. Il a pressenti la notion d'équilibre. Cependant, il a été amené à "confondre" la notion de mélange chimique et de combinaison, du fait de son travail sur les alliages. Il a ainsi admis qu'un corps pur n'a pas une composition constante, mais peut varier entre deux compositions limites (cette idée est contraire à celle de Lavoisier, pour qui un corps signifie une composition unique.).
Joseph Louis Proust (1754 - 1826), qui travaillait également sur les oxydes et les sulfures, soutient qu'un corps pur doit avoir une composition constante. Après une controverse de plus de dix ans, il voit se rallier la communauté scientifique avec John Dalton (1766 - 1844) à son côté. L'analyse chimique peut donc enfin commencer sérieusement, une fois posé le "à un composé pur ne correspond qu'une seule formule brute". Cette analyse chimique sera pendant longtemps la seule méthode de reconnaissance d'un composé.
Les résultats de Proust furent tous vérifiés avec une grande précision par Jean Servais Stas, un chimiste belge, en 1865.
Dalton nous énonce la loi des proportions multiples, qui va pouvoir lancer la théorie atomique en chimie à partir de la théorie de Proust. IL analyse entre autre les NxOy, le méthane (gaz des marais) et l'éthylène. Pour lui, chaque corps est formé d'une infinité de petites particules identiques, insécables, en mouvement : les atomes. Les atomes d'un corps simple sont identiques entre eux, mais différents (en particulier en masse) d'un corps à un autre.
La réaction chimique devient alors un processus qui amène à un nouvel agencement des atomes dans les composés, sans que ces atomes soient altérés. Il associe un symbole à chaque atome et choisit, pour représenter les molécules, les formules les plus simples :
Il pose aussi que entre deux atomes peuvent se faire des combinaisons multiples (binaire et ternaire).
"Si deux éléments peuvent se combiner pour donner plusieurs corps composés, un nombre entier d'atomes d'un de ces éléments doit se combiner avec un nombre entier d'atomes de l'autre élément."
2) Les lois volumiques
Louis Joseph Gay-Lussac (1778 - 1850) écrit en 1808 :
"Quant deux gaz se combinent entre eux, les volumes sont, entre eux, dans des rapports simples, et sont dans des rapports simples avec le volume du composé obtenu pris à l'état gazeux."
| Chlore | + | Hydrogène | ® | Acide chlorhydrique |
| 1 volume | 1 volume | 2 volumes |
Cette loi a eu beaucoup de détracteurs, dont Dalton, car elle impliquait que des volumes égaux d'atomes contiennent le même nombre d'atomes.
Loi du Comte Avogadro (1776 - 1856), en 1811, et André-Marie Ampère (1775 - 1836), en 1814.
"Dans les mêmes conditions de température et de pression, des volumes égaux de composés contiennent le même nombre de molécules.". Il y a confusion totale entre atomes et molécules.
Marc Gaudin (1804 - 1880), en 1833, insiste sur l'importance à accorder à la distinction atomes / molécules, mais cela eu très peu d'écho. Néanmoins, celle-ci fut reprise par Auguste Laurent (1808 - 1853) et Charles Gerhardt (1816 - 1856).
C'est en 1860, au premier congrès international de chimie à Karlsruhe, qu'on distinguera définitivement atomes et molécules :
"Une molécule est un groupe d'atomes parfaitement identiques ne se décomposant que dans les réactions chimiques"