Loi des proportions multiples

La loi des proportions multiples^[1] précise la loi des proportions définies. Quelques notations la rendent plus facile à comprendre qu'un énoncé abstrait.

Étant donné un composé chimique constitué de deux éléments A et B, par exemple l’oxygène et l'azote, r est le rapport m(A)/m(B) des masses de A et B mesurées pour une certaine quantité de ce composé. Considérons deux composés chimiques différents, constitués de A et B, avec les rapports respectifs r₁ et r₂. La loi des proportions multiples s'énonce : Le rapport r₁/r₂ est égal au rapport de deux nombres entiers petits.

En 1803 John Dalton a établi cette loi et il en a tiré l'hypothèse atomique : dans une molécule donnée chaque type d'atome apporte une ou plusieurs fois sa masse et le rapport r₁/r₂ pour deux molécules est le rapport entre les nombres d'atomes dans chacune.

Soit par exemple une certaine quantité de deux oxydes d'azote. On y mesure les valeurs respectives des rapports oxygène /azote r₁ = 2,29 et r₂ = 2,86 d'où r₁/r₂ = 0,80 = 4/5. Il s'agit ici de NO₂ et N₂O₅ avec le rapport r₁/r₂ = 2/2,5 = 0,8.

En 1808,William Hyde Wollaston, surtout connu pour ses découvertes du palladium et du rhodium, a vérifié la loi des proportions multiples pour les oxalates, les sulfates et les carbonates alcalins^[2]. Wollaston a aussi prévu que, autour d'un atome central, quatre autres atomes devraient former un arrangement tétraédrique et il a ainsi anticipé la stéréochimie créée en 1874 par van 't Hoff avec le carbone tétraédrique et par Le Bel avec l'explication de l'isomérie optique.