Dimitri Mendeleev et la classification périodique

L’Unesco a déclaré l’année 2019, « Année internationale du tableau périodique des éléments », Il s’agit de la classification des éléments chimiques. Pour tous les lycéens cela évoque un grand tableau présent dans toutes les salles de chimie et reproduit dans tous les manuels. Une recherche d’images sur internet en montre de très nombreuses reproductions, avec des mises en pages diverses, plus ou moins complexes et de toutes les couleurs. Pour les scientifiques les versions actuelles les plus sophistiquées permettent de rassembler les caractéristiques physico-chimiques de tous les éléments naturels : état physique, températures de changements d’état, structures électroniques, isotopes etc.., une véritable encyclopédie graphique !

Si ces tables sont différentes de celle proposée par le chimiste russe Dimitri Mendeleev, son œuvre est néanmoins fondamentale. Mais paradoxalement, si l’on parle encore de « classification de Mendeleev » ses ouvrages sont peu présents dans les collections des bibliothèques universitaires françaises, on les trouve essentiellement en russe dans des fonds slaves. Dans le SUDOC on recense seulement treize localisations des Principes de chimie.

C’est assez tardivement que le tableau sera introduit dans les manuels d’enseignement, même si Edouard Grimaux le fait figurer dans son Introduction à l’étude de la chimie1 dès 1883 et Marcel Boll dans son Cours de Chimie publié en 19182 .

Grimaux, Edouard. Introduction à l’étude de la chimie : Paris :Dunod, 1883. Cote 59456

Dimitri Mendeleev (1834 -1905)

Менделеев, Mendelejeff ,Mendeleïev selon les transcriptions, est né à Tobolsk en Sibérie alors que le servage n’est pas encore aboli. Issu d’une famille cultivée, il réussit à quitter sa région natale pour faire ses études à Saint Pétersbourg. Dans cette ville, très réceptive à toutes les idées nouvelles, il côtoie l’élite de la science russe et de nombreux savants d’origine allemande ou française. L’Université envoie ses meilleurs étudiants se former en France ou en Allemagne. C’est ainsi que Mendeleev ira passer une année à Heidelberg dans le laboratoire de Gustav Kirchhoff (1824-1887) et Robert Bunsen (1811-1899), deux savants qui contribueront à isoler de nombreux nouveaux éléments chimiques. On n’en connaissait qu’une trentaine à la fin du XVIIIème siècle ils seront quatre-vingt, un siècle plus tard3 .

C’est à les ordonner que s’emploiera Mendeleev. Sa publication, en 1869, d’un système de classification des éléments d’après leurs poids atomiques et leurs fonctions chimiques n’apparaît que comme une nouvelle tentative de présentation ordonnée des éléments chimiques jusqu’à ce que la découverte du gallium par Lecoq de Boisbaudran (1838-1912) vienne magistralement confirmer ses hypothèses. Mendeleev avait laissé des places libres dans sa classification et prédit les propriétés des corps qui devraient les occuper. Le nouvel élément a exactement les propriétés prévues par le chimiste russe. Il en sera de même pour le scandium et le germanium peu après. Les gaz rares viendront confirmer l’intérêt de cette classification. Lorsque la théorie atomique remplacera les poids atomiques par les numéros, seul le nom de Mendeleev s’effacera, la classification demeurera et sera nommée simplement, classification périodique.

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Les principes de chimie

La première partie des Principes de chimie est publiée sous forme de fascicules en 1868 et 1869, la seconde suit entre 1870 et 1871. Le livre sera réédité huit fois jusqu’en 1906.

Mendeleev expose dans l’ouvrage les principes de chimie qui l’ont conduit à établir sa classification. Les traductions françaises sont réalisées en 1895 et 1897 à partir de la 5ème édition russe, elles sont complétées de notes provenant des 7ème et 8ème éditions publiées en Russie. Les deux volumes paraissent aux Editions Bernard Tignol dans la Bibliothèque des actualités industrielles. Cette collection ne comporte aucun nom d’auteurs connus. Ainsi la préface n’est pas signée de Marcellin Berthelot ou d’Adolphe Würtz, mais par Armand Gautier4 chimiste et médecin membre de l’Institut. Les traducteurs ne sont pas des spécialistes, E. Achkinasi est médecin et H. Carrion chef de laboratoire à l’hôpital Saint Antoine. L’ouvrage n’est pas divisé en chimie minérale et chimie organique comme beaucoup de traités de l’époque. Le premier volume, après une introduction précisant ce qu’est un corps simple, consacre quatre-vingt pages à l’eau sous toutes ses formes: analyse de l’eau des différents fleuves, goût de l’eau, etc…Les parties suivantes concernent la décomposition de l’eau et ses composants l’hydrogène et l’oxygène avec des considérations sur la respiration.

Mandeleleev, Dimitri. Principes de chimie, T.1, p. 299 Cote 40194

 

 

 

Mendeleev propose également des recettes pour préparer de la liqueur de tournesol et une belle étude illustrée de la flamme. Les derniers chapitres sont dédiés à l’air et aux composés de l’azote puis aux molécules et atomes.

 

 

 

 

Le tableau présentant la classification périodique se trouve au début du deuxième volume sous la forme d’une grande planche intitulée : « Relation périodique entre la composition des combinaisons, les propriétés des corps simples et les poids atomiques des éléments ».

Le deuxième tome débute par le carbone et ses combinaisons, suivent le chlorure de sodium, les halogènes, la capacité calorifique des métaux. Le chapitre XV s’intitule « Similitude des éléments et loi périodique » et la loi périodique est énoncée comme suit : « Les propriétés des corps simples, comme les formes et les propriétés des combinaisons, sont une fonction périodique de la grandeur du poids atomique»5 . Dans une très longue note Mendeleev fait l’historique de ses publications et termine par cette phrase : « Il est utile de rappeler […] que jamais une loi générale ne s’établit d’emblée. Ce n’est qu’après avoir subi l’épreuve de l’expérience, cette juridiction suprême que doivent reconnaitre tous ceux qui étudient la nature, qu’une loi reçoit sa sanction. C’est pour cette raison que je considère Roscoe, Lecoq de Boisbaudran, Nilson, Winckler, Brauner, Carnelley, Thorpe et tous les autres auteurs qui ont appliqué la loi périodique à la réalité chimique, comme les véritables promoteurs de la loi périodique qui pour atteindre son entier développement, a encore besoin de nouvelles recherches ». Deux autres formes de la table sont présentées et commentées tout à la fin du volume6 .

P. 463

P. 467

 

 

 

 

 

 

 

 

Article rédigé par Françoise Khantine-Langlois

Bibliographie :

Brooks, Nathan. «Dimitrii L. Mandeleev’s Principles of chemistry and the Periodic law of the Elements» in Lundgren, Anders; Bensaude-Vincent, Bernadette Chemistry: Textbooks and their Audiences, 1789–1939. Canton, MA : Science history publications, 2000,

Jensen,William. Mendeleev on the periodic law: selected writings, 1869-1905. Mineola (N.Y.) : Dover publications, 2005

Kolodkine,Paul. Mendeléïèv.Paris: Seghers,1963   ref BU SCI17955

Nekoval-Chikhaoui, Ludmilla. La diffusion de la classification périodique de Mendeleiev en France entre 1869 et 1934. Université Paris Sud, thèse de doctorat, 1994

 

 

 

 

  1. Grimaux, Edouard. Introduction à l’étude de la chimie : Théories et notations chimiques. Premières leçons du cours professé à l’école polytechnique. Paris :Dunod, 1883 []
  2. Boll, Marcel. Cours de chimie. Paris : Dunod 1918, p.529 []
  3. Massain, Roger. Chimie et chimistes. Paris : Magnard, 1952, p.235 []
  4. Laurence Lestel. Itinéraires de chimistes : 150 ans de chimie en France. EDP Science, 2008 []
  5. p.461 []
  6. pages 463 et 467 []

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