| Prix Nobel de 1910 à 1914 |
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1910 : Otto Wallach (1847 - 1931) |
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1911 : Marie Sklodowska Curie (1867 - 1934) |
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1912 : Victor Grignard (1871 - 1935) et Paul Sabatier (1854 - 1941) |
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1913 : Alfred Werner (1866 - 1919) |
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1914 : Theodore William Richards (1868 - 1928) |
Pour les services rendus à la chimie organique et industrielle et ses travaux précurseurs dans le domaine des composés alicycliques.
(KOnigsberg, 1847 - Gottingen, 1931)
Otto Wallach naquit à KOnigsberg, en Prusse orientale (aujourd'hui Kaliningrad en territoire soviétique), le 27 mars 1847, dans une famille de juristes et de fonctionnaires. Après avoir fait ses études secondaires au lycée de Potsdam, où l'enseignement de la chimie était d'un niveau quelque peu élémentaire, Wallach s'inscrit à l'Université de Göttingen. Mais il va connaître un certain nombre de malchances et de difficultés avant de pouvoir réellement commencer sa carrière de chimiste.
Très vite déçu par les cours de Wohler, déjà âgé, il quitta Gottingen pour Berlin, où il pensait pouvoir travailler dans le laboratoire de A. W. Hofmann. Or celui-ci, faute de place, est dans l'impossibilité de l'accueillir, et c'est dans le laboratoire d'un professeur qui s'intéresse à la médecine légale, que Wallach est alors admis. Désappointé, il repart donc pour Göttingen : là, chez le professeur Hübner, il prépare une thèse dont le sujet porte sur "l'isomérie de position". Sa première publication conceme la toluidine et le bromotoluène. Il passe l'hiver 1869-1870 à Berlin chez Wichelhaus en qualité d'assistant, et étudie la nitration du 8 naphtol. Au printemps 1870, il part à Bonn chez Kékulé pour occuper un nouveau poste d'assistant : mais la guerre interrompt sa carrière. Revenu un an plus tard, il est embauché par la A.G. für Anilin Fabrikation, près de Berlin. Cette fois-ci l'insalubrité tles lieux altère sa santé et l'oblige à retoumer à Bonn, en 1872, pour retrouver chez Kékulé son poste d'assistant. Quatre ans plus tard, il est nommé professeur extraordinaire aux c8tés de son maître; puis en 1879, il est chargé d'un enseignement en pharmacie, tâche à laquelle il était peu préparé, mais qui influencera beaucoup l'orientation de ses recherches à partir de 1880. Enfin cette carrière mouvementée se stabilise lorsque Wallach obtient à Göttingen, après le départ à la retraite de W. Meyer, une chaire de professeur qu'il occupera jusqu'au début de la Première Guerre mondiale (1915), assurant en même temps la direction de l'Institut de Chimie.
Les premiers travaux d'Otto Wallach se situent dans le cadre des recherches de l'époque : étude des dérivés chlorés (chloral, chloralide, iminochlorure), des sulfamides et d'amides substitués, d'amidines, des thiamides, de composés azoïques et diazoïques. Il découvre ainsi en 1886 une méthode très élégante de préparation des fluorobenzènes à partir de diazoïques.
Mais son génie va se révéler au moment où il est chargé d'assurer des cours en pharmacie (vers les années 1880), et s'intéresse incidemment à certaines essences naturelles dont les flacons se trouvaient dans le laboratoire de Kékulé. Les connaissances sur ces substances étaient maigres. On savait qu'il existait des hydrocarbures de formule C10H16 que l'on appelait "terpènes", car certains se retrouvaient dans l'essence de térébenthine, ainsi que des composés oxygénés de formules C10H16O et C10H18O apparentés aux terpènes, et que l'on nommait les "camphres". Dans ce dernier groupe de composés, le chef de file, le camphre, était connu depuis l'Antiquité, apparaissant sporadiquement dans les livres d'alchimistes européens depuis le XIe siècle. Cependant les chimistes n'étaient pas spécialement attirés par l'étude de ces substances, car elles étaient particulièrement fragiles et posaient d'énormes problèmes de manipulation. Wallach eut le grand mérite de les séparer, de les identifier, de les étudier et de les classer. Sa première publication sur ce sujet parut en 1884; elle eut un grand retentissement et le fit connaitre comme le chimiste qui avait clarifié, pour la première fois, la chimie des terpènes et celle des dérivés cyclaniques.
En faisant réagir des composés minéraux simples (HC1, chlorure de nitrosyle, oxydes d'azote, halogènes, etc.) sur les diverses fractions séparées à partir de produits végétaux naturels, il obtient des dérivés cristallisés dont l'identification lui est facile. Il arrive ainsi en 1891 à décrire avec précision un certain nombre de terpènes différents : le pinène, le fenchène, le camphène, le limonène, le sylvestrène, le dipentène, le phellandrène, le terpinolène et le terpinène. Puis il montre que le pinène, le terpinène et le phellandrène sont, non pas des corps purs, mais des mélanges d'isomères, allongeant ainsi la liste des terpènes en produits plus rares dans la nature .
Tout en apportant des éclaircissements sur l'identité de certains produits, Wallach fait ressortir qu'ils existent sous d'autres formes en même temps que sous d'autres noms : ainsi le pinène que l'on trouve sous la forme d'australène ou de térébenthène; ainsi le limonène, connu aussi sous les formes d'hespéridène, ou citrène, ou carvène, etc. La diminution du nombre des terpènes est ainsi le résultat de travaux complexes, car ces composés sont très sensibles aux réactions d'isomérisation et d'oxydopolymérisation dues à l'action de l'oxygène de l'air sur les doubles liaisons.
Etudiant les causes des isomérisations, il montre l'influence de la chaleur et des acides, et occasionnellement celle de bases, établissant ainsi la chaîne des mécanismes réactionnels. Par exemple, le pinène bicyclique s'isomérise en camphène bicycle, mais il peut donner également les monocycles que sont le dipentène, le terpinolène et le terpinène. On se doute que, pour séparer tous ces isomères avec les moyens dont il disposait, Wallach a dû surmonter des difficultés énormes, faisant ainsi la preuve de son talent exceptionnel d'expérimentateur et de chimiste organicien, qualité indispensable pour défricher un terrain vierge. Ces travaux, qui lui valent le prix Nobel, auront duré une trentaine d'années. En 1909, il en rassemble la plupart dans un ouvrage de 600 pages intitulé Die Terpene und Campher. A la veille de la Première Guerre mondiale, il aura publié environ 170 mémoires, dont la majorité aux Annalen der Chemie. A la même époque, il étudie avec une réussite égale les composés oxygénés (alcools et cétones) des huiles essentielles, et propose de les classer d'une façon systématique; il obtient ces composés soit par extraction à partir d'huiles essentielles, soit par synthèse organique directe.
Parmi les monocycles, ses recherches portent plus spécialement sur les cyclopentanones, les cyclohexanones, les dérivés de la carvone, de la menthone et de la pulégone.
Il montre que l'on peut passer d'un cycle polygonal à un cycle supérieur, ce qui allait à l'encontre de la théorie des tensions de Baeyer admise par tous les chimistes de l'époque.
Puis il s'oriente vers l'étude des composés bicycliques, et particulièrement de la fenchone, ce qui le conduit à découvrir une nouvelle série de terpènes, les fenchènes.
Toutes ces recherches suscitèrent à son égard l'intérêt de certains industriels fabriquant des huiles essentielles. Wallach leur prodiguait des conseils, recevant en retour des matières premières coûteuses, et obtenant en outre l'assurance que ses élèves seraient embauchés dans leurs usines et laboratoires.
Ses six assistants furent tués au début de la Première Guerre mondiale, durant l'hiver 1914-1915; Wallach abandonna alors ses fonctions officielles, dans lesquelles il fut remplacé par Windaus (futur prix Nobel de Chimie en 1928), mais continua à travailler en solitaire dans son laboratoire. Le nombre de ses publications diminua beaucoup. La demière, parue en 1924, portait sur le diosphénol, une menthénolone reconnue d'abord dans une plante, le bukku, et parfois appelée pour cette raison "camphre de bukku".
Ce célibataire, dont la seule passion avait été la chimie, mourut à Gottingen le 26 février 1931.
Pour les services rendus à l'avancement de la chimie en découvrant les éléments radium et polonium, pour avoir isolé le radium et pour l'étude de la nature des composés de cet élément remarquable.
Marie Sklodowska est née à Varsovie - sous domination russe le 7 novembre 1867, dans une
famille d'enseignants aux revenus modestes. Elle termine ses études secondaires en 1883,
mais ne peut poursuivre d'études supérieures, l'Université de Varsovie étant, dans
cette période d'intense russification, interdite aux jeunes filles. Son rêve est donc de
continuer ses études à l'étranger. Pendant cinq ans, elle devient préceptrice dans la
fiche famille des Zorawski, économisant l'argent nécessaire à son départ et suivant,
pour améliorer sa formation, des cours clandestins organisés par des professeurs
polonais. En 1891, elle se décide à partir pour Paris, où sa soeur fait déjà des
études de médecine, et s'inscrit à la Sorbonne. Deux ans plus tard, à 26 ans, elle est
reçue major à la licence ès sciences physiques; l'année suivante, elle est reçue
seconde à la licence ès sciences mathématiques. Elle entreprend alors chez Gabriel
Lippmann une étude sur les propriétés magnétiques des aciers trempés. Si cette étude
n'a pas d'incidences sur le développement futur de sa carrière scientifique, elle lui
permet de faire la connaissance d'un jeune savant de 35 ans, Pierre Curie, déjà connu
pour ses recherches dans le domaine de la cristallographie. Leur attrait commun pour la
science, puis leurs conceptions semblables sur les problèmes de la vie les rapprochent,
et ils se marient durant l'année 1895. Le directeur de l'Ecole de Physique et Chimie
Industrielles, P. Schützenberger, autorise Marie à effectuer des recherches aux côtés
de Pierre Curie, alors chef de travaux dans cet établissement. En 1896, Marie Curie est
reçue major à l'agrégation de physique; elle termine ses recherches sur les aciers
durant l'année 1897, qui voit aussi naître sa fille Irène (futur prix Nobel de Chimie
en 1935). Elle choisit alors comme sujet de thèse l'étude des rayons découverts par H.
Becquerel (moins connus du grand public que les rayons X mis en évidence par le physicien
allemand Rüntgen).
Au fur et à mesure que le "petit rayonnement" (comme l'appelait Becquerel), émis lors de la transformation spontanée d'un noyau atomique, dévoilait de singulières propriétés, son importance grandissait. Mais les travaux des physiciens étaient restés jusque là uniquement qualitatifs, et la vraie question était : l'uranium est-il le seul corps à posséder cette propriété, ou en existe-t-il d'autres? Becquerel en parla à Pierre Curie, spécialiste des minéraux, qui conseilla à Marie d'étudier cette mystérieuse activité radiante.
Le travail commence alors dans l'inconfortable hangar (devenu légendaire depuis lors) que l'Ecole de Physique et Chimie met à la disposition des Curie. Les premières recherches de Marie consistent à caractériser ce rayonnement de façon précise et quantitative, en mesurant l'intensité du courant d'ionisation de l'air situé entre deux conducteurs soumis à une tension suffisamment élevée. Elle utilise la méthode du quartz- piezo-électrique, mis au point quelques années plus tôt par Pierre Curie pour mesurer les courants de faibles intensités. Le premier résultat important qu'elle obtient montre que l'intensité des rayons de Becquerel dépend uniquement de la teneur en uranium, et que le rayonnement est une propriété de celui-ci, autrement dit qu'il s'agit d'une propriété atomique.
Elle se demande alors, comme Becquerel, s'il n'existe pas d'autres éléments émetteurs de "rayons uraniques". Elle analyse, en mesurant la conductivité de l'air, un grand nombre de métaux, d'oxydes de métaux et de sels. Elle constate que les composés du radium émettent un rayonnement analogue, découverte déjà effectuée et publiée indépendamment deux mois plus tôt par l'Allemand Gerhardt C. Schmidt. A ce nouveau type de composés, Pierre et Marie Curie donnent le nom de corps "radioactifs", et l'activité du rayonnement permanent est appelée "radioactivité". Ces termes seront retenus par l'ensemble de la communauté scientifique.
Continuant ses travaux, Marie Sklodowska-Curie constate que certains minerais de l'uranium (pechblende, chalcolite, autunite) émettent un rayonnement plus intense que ne le laissait attendre leur teneur en uranium. Or cette observation est en désaccord avec le fait que la radioactivité est une propriété atomique. Persuadée de la justesse de son opinion, elle émet l'hypothèse très audacieuse "que les minéraux uraniféres peuvent contenir un élément beaucoup plus actif que l'uranium". Pierre Curie, partageant cette conviction, abandonne ses travaux sur lcs cristaux et se met, avec Marie, à rechercher l'élément ou les nouveaux éléments radioactifs. Cette collaboration commence le 18 mars 1898 par l'étude de la pechblende provenant de la mine d'uranium de Joachimsthal en Bohème allemande. Devenus ainsi fondateurs de la radiochimie, ils publient, dès juillet 1898, leurs premiers résultats communs dans les Comptes rendus de l'Académie des Sciences, où l'on peut lire : "Nous croyons que la substance que nous avons retirée de la pechblende contient un métal non encore signalé, voisin du bismuth par ses propriétés analytiques. Si l'existence de ce nouveau métal se confirme, nous proposons de l'appeler 'Polonium' du nom du pays d'origine de l'un de nous", Marie voulant par là attirer l'attention du monde sur le sort de sa patrie d'origine, occupée depuis plus d'un siècle par la Russie, la Prusse et l'Autriche. Le 26 décembre 1898, une seconde note des Curie et de Georges Bémont précise : "la nouvelle substance radioactive (entraînée avec le chlorure de baryum ) renferme un élément nouveau auquel nous proposons de donner le nom de 'Radium'(...). La radioactivité du Radium doit être énorme". Le même jour, Eugène Demarçay fait paraître un bref communiqué annonçant que " la substance isolée par Pierre et Marie Curie a un spectre intense du baryum et une nouvelle raie qui confirme l'existence, en petite quantité, d'un nouvel élément. "
On vient de découvrir deux nouveaux éléments sans les avoir isolés. Pendant quatre ans, entre 1899 et 1902, les Curie s'efforceront d'obtenir des sels purs cristallisés eu quantité suffisante pour déterminer leur masse atomique et leurs propriétés éventuelles, afin de les placer dans le tableau périodique des éléments. Marie s'attelle à la séparation chimique ; Pierre se consacre plutôt à l'étude des propriétés des rayonnements émis.
En novembre 1900, Pierre Curie est chargé d'un cours de physique à la Faculté des Sciences, en année préparatoire à la médecine; Marie est nommée maître de conférences à l'Ecole Normale Supérieure de Jeunes Filles de Sèvres. La situation financière du couple s'améliore, mais les conditions de travail dans le hangar de la rue Lhomond restent difficiles. Cela ne facilite pas leurs tâches, qu'ils effectuent sans précautions particulières, ignorant encore les dangers de la radioactivité. Ils ont néanmoins la chance de voir se joindre à eux de nouveaux jeunes chercheurs comme A. Debierne, A. Laborde, J. Danne, et d'autres encore.
En raison de la faible teneur des minerais en radium, il s'avère nécessaire de traiter des quantités de plus en plus grandes. Un premier traitement sur 20 kg de pechblende s'est avéré insuffisant; une tonne de résidus de ce produit, offerte par le gouvernement autrichien, permet à Marie Curie, travaillant avec A. Debierne, d'obtenir un dg de chlorure de radium spectroscopiquement pur, et d'avoir ainsi la possibilité de déterminer la masse du radium : 225± 1. La preuve est faite que sous le baryum existe un nouvel et plus lourd élément alcalino-terreux.
A cette époque, des recherches sur la radioactivité sont en cours aussi bien en France qu'à l'étranger : rappelons les travaux de Rutherford, qui a identifié les rayonnements alpha, beta et gamma. Marie Curie s'est intéressée au mécanisme de la radioactivité dès le début de ses recherches, et a pris une pan imposante au débat sur ce domaine, comme le prouve l'article trop peu connu qu'elle a publié le 30 janvier 1899 dans la Revue Générale des Sciences .
Les travaux que son mari, entre 1899 ct 1903, effectue seul ou en collaboration sont davantage tournés vers la physique. Avec Debierne il décrit ce qu'il appelle la "radioactivité induite", et que l'on expliquera plus tard comme étant dû à un gaz radioactif appelé "émanation Radon"; ce dernier se dépose sur tout corps placé au voisinage du radium et, subissant la désintégration spontanée, il dépose à son tour une substance solide et active. Tous deux montrent ensuite que la décroissance radioactive se fait d'une façon exponentielle. Avec Laborde, Pierre Curie étudie la chaleur dégagée par le radium. Ce résultat prendra toute sa valeur lorsqu'on apprendra que cette énergie provient de la désintégration d'une infime quantité du corps radioactif.
Enfin Henri Becquerel et Pierre Curie seront les premiers à faire des observations sur l'action des rayons du radium sur les tissus des êtres vivants.
En 1903, Marie Curie soutient sa thèse de doctorat ès sciences devant un prestigieux jury composé de Lippmann (futur prix Nobel de Physique en 1908), Bouty et Moissan (futur prix Nobel de Chimie en 1906). La même année, elle panage avec son mari et Henri Becquerel le prix Nobel de Physique .
Quelques désagréments que leur apportât cette notoriété, c'était pour eux la gloire et la reconnaissance parle monde scientifique de l’importance de leurs travaux. En 1904, on créa spécialement pour Pierre une chaire à la Sorbonne, et Marie fut nommée chef de travaux dans le laboratoire de son mari.
Malheureusement Pierre Curie meut le 19 avril 1906 dans un tragique accident de la circulation, privant la Sorbonne d'un grand savant dont l'oeuvre s'annonçait pleine de promesses. Veuve avec deux enfants à charge (Eve, la seconde fille, était née en 1904), Marie Curie continue avec ardeur l'oeuvre scientifique entreprise; elle succède à son mari dans la chaire de la Sorbonne, comme chargée de cours d’abord, puis trois ans après comme titulaire (1909). Cet événement a une panée considérable : il ouvre aux femmes la carrière de professeur de l'enseignement supérieur - et qui plus est dans la prestigieuse Sorbonne! En 1910, Marie Curie publie chez Gauthier-Villars le premier Traité de Radioactivité, résumant ainsi quinze années de découvenes.
En collaboration avec Debierne, elle isole en 191ù le "Radium métallique". Le congrès international de Radiologie, réuni sous sa présidence à Bruxelles (1910), définit l'unité de radioactivité à laquelle on donne, par un juste hommage, le nom de Curie. Marie est chargée de préparer le premier étalon de radium, qui est déposé à Sèvres en 1911, au Bureau International des Poids et Mesures. A la fin de l'année, encouragée par ses amis et collègues, elle pose sa candidature à l'Académie des Sciences. Mais lors de la séance du 23 janvier 1911, elle est écanée à deux voix près (28 contre 30) au bénéfice d'Edouard Branly : certains se sont opposés à l'élection d'une femme, et il faudra ensuite attendre près de cinquante ans avant que l'élève de Marie Curie, Marguerite Perey, soit la première femme admise dans cet aréopage! Elle ressent ce vote comme un échec, alors qu'elle reçoit la même année le prix Nobel de Chimie.
1911 marque en même temps le déchaînement contre Marie Curie d'une certaine presse nationaliste et xénophobe, dont le plus virulent sycophante était Gustave Téry, journaliste à L’oeuvre, qui publia le 23 novembre 1911 une brochure au titre racoleur, Les Scandales de la Sorbonne. Cette gloire de la science française devient "l'étrangère qui voie son mari à une mère de famille française", tout ceci parce qu'on découvre sa liaison avec son collègue physicien Paul Langevin, lui-même brocardé et affublé du sobriquet de "Chopin de la Polonaise". Certains vont même jusqu'à demander qu'on lui retire sa chaire et qu'on lui interdise de continuer ses travaux en France! Très affectée, au bord du suicide, Marie tombe malade, mais malgré son état de faiblesse elle se rend à Stockholm le 10 décembre 1911 pour y recevoir le prix Nobel de Chimie. C'était le premier exemple d'un savant - femme de surcroît - à recevoir pour la deuxième fois cette prestigieuse distinction.
Dans le contexte de passions qui vient d'être évoqué, certains n'approuvaient pas cette consécration. Mais d'autres, plus nombreux, affirmaient au contraire que cette attribution reconnaissait la valeur exceptionnelle des travaux effectués; ainsi selon Arrhenius "la découverte du radium était la plus importante en chimie de tout le siècle qui venait de s'écouler. "
On avait entre-temps montré que l'action biologique des rayonnements radioactifs (qui avaient provoqué des brûlures sur Pierre et Marie Curie, ainsi que sur Becquerel) pouvait, après filtration ne laissant passer que les rayons pénétrants, être utilisée contre les tumeurs cancéreuses que les rayons X n'arrivaient pas à vaincre. La curiethérapie, une nouvelle thérapeutique, venait de naître. Elle sera à l'origine de la création de l'Institut du Radium, comportant le pavillon Curie et le pavillon Pasteur, où une collaboration se développera entre les recherches physiques et biologiques. La construction de l'Institut était terminée lorsque éclata la Première Guerre mondiale en août 1914. Durant cette époque, Marie consacra presque tout son temps à organiser des services de radiologie et à former un personnel qualifié pour les ambulances et les hôpitaux militaires.
Après la guerre, elle reprit son enseignement et ses recherches sur le polonium, développant la chimie de cet élément. Elle anima une équipe de chercheurs venant du monde entier. Sa fille Irène, qui l'avait aidée dans son action durant la guerre, devint sa plus proche collaboratrice; grâce à ses conseils, suggestions et critiques, l'Institut du Radium a pu faire paraître un grand nombre de publications et de thèses. Parmi les plus importantes, citons la découverte par S. Rosenblum de la structure fine du rayonnement a de certains corps radioactifs, découverte essentielle pour la connaissance de l'énergétique des noyaux; et celle par Irène et Frédéric Joliot-Curie de la radioactivité artificielle. Celle-ci, qui date de 1934, fut la dernière grande joie de Marie Sklodowska- Curie qui, vaincue par la radioactivité et transportée au sanatorium de Sancellemoz en Haute-Savoie, s'éteignit le 4 juillet 1934.
Elle a probablement été, parmi les savants contemporains, la personnalité la plus populaire et la plus célèbre de tous les pays du monde, honorée d'une vingtaine de distinctions du plus haut niveau, membre de nombreuses académies étrangères et docteur honoris causa des plus grandes universités.
Elle repose auprès de son mari dans le petit cimetière de Sceaux.
Pour la découverte du réactif de Grignard, et Paul Sabatier, pour sa méthode d'hydrogénation de composés organiques en présence de métaux finement divisés grâce à laquelle de grands progrès ont été faits en chimie organique durant les dernières années.
(Cherbourg, 1871 - Lyon, 1935)
Victor Grignard est né à Cherbourg le 6 mai 1871. Après de brillantes études secondaires, il entre à l'Ecole Normale spéciale de Ciuny, en Saône-et-Loire, où son séjour, qui devait être de deux ans, est écourté par la fermeture de l'Ecole en 1891. Il choisit alors de poursuivre ses études h la Faculté des Sciences de Lyon, et prépare une licence de mathématiques qu'il termine après son service militaire. Sa formation de mathématicien ne le prédisposait donc pas à faire de la chimie; pourtant il accepte, sans grand enthousiasme semble-t-il, un poste de préparateur dans le laboratoire de Barbier, titulaire de la chaire de Chimie générale, lui-même assisté de Bouveault, maître de conférences.
Se trouvant à bonne école, il prend goût à la chimie organique et, après avoir acquis le grade de licencié ès Sciences physiques, il est nommé en 1898 chef de travaux. Un an plus tard, ayant suivi Barbier dans les nouveaux locaux de l'Institut de Chimie de Lyon, il y prépare sa thèse, qu'il soutient deux ans plus tard, en 1901 . Après sa thèse, il reste à Lyon jusqu'en 1905, année où il est nommé chargé de cours à la Faculté des Sciences de Besançon. L'année suivante, il revient à Lyon comme maître de conférences, puis comme professeur adjoint; il y reste jusqu'en 1909. Mais Lyon n'étant pas en mesure de lui offrir la chaire que justifient ses travaux, il part pour Nancy comme Professeur titulaire de 1a chaire de Chimie organique : c'est pendant son séjour à Nancy qu'il apprend qu'il est lauréat du prix Nobel de Chimie conjointement avec Paul Sabatier. En 1919, il revient définitivement à Lyon pour y prendre la succession de son maître, Barbier, atteint par 1a limite d'âge. Il y devient successivement directeur de l'Ecole de Chimie, membre de l'Institut (1926), et enfin doyen de la Faculté des Sciences jusqu'à sa mort.
Le sujet de thèse de Grignard, "Action de l'iodure de méthyle sur les cétones en présence de magnésium pour obtenir des alcools tertiaires", tire son origine d'une expérience faite par Barbier. Ce demier, travaillant sur les essences naturelles, avait eu besoin de diméthylhepténol. Disposant de méthylhepténol, il avait pensé l'utiliser pour préparer l'alcool tertiaire en question selon la méthode décrite par Saytzeff, fondée sur l'action de l'iodure de méthyle en présence du zinc. Mais n'ayant pas obtenu les résultats attendus, Barbier avait substitué le magnésium au zinc et utilisé comme solvant l'éther anhydre. Ayant réussi à préparer le diméthylhepténol, il ne continua pas tout de suite des recherches dans ce domaine; pourtant, comme il avait pressenti l'intérêt de cette synthèse, il confia la poursuite de son étude à Grignard.
Au début, ce dernier rencontra les mêmes difficultés que son maître : faibles rendements, résultats non reproductibles. Pensant qu'il se formait un intermédiaire organomagnésien, il eut l'idée de s'intéresser à ce type de composés. On savait, depuis les travaux de Lothar Meyer, effectués entre 1891 et 1894, qu'il était possible de préparer des composés solides de formule MgR2. Mais ces composés étaient peu solubles dans les solvants apolaires, et s'enflammaient spontanément dans l'air et dans le CO2, ce qui n'arrangeait pas Grignard. Il se tourna alors vers les composés organozinciques, découverts depuis quelques années par Frankland et Wanklyn (1855). Ces composés, dans l'éther anhydre, étaient aussi actifs que les magnésiens organiques, mais non inflammables à l'air, cependant il fallait les chauffer en tube scellé et distiller la masse solide résultante, ce qui, dans la pratique, en excluait l'utilisation. L'affinité du magnésium étant supérieure à celle du zinc, Grignard décida de réutiliser ce métal, mais en opérant différemment. Il constata en effet que le magnésium dans l'éther anhydre réagissait vigoureusement avec les esters halogénés à température et à pression ordinaires, et que cette réaction donnait, avec d'excellents rendements, des organomagnésiens mixtes du type R-Mg-X, solubles dans l'éther. C'est ainsi la découverte géniale d'un puissant agent de synthèse qui donne à la chimie organique un nouvel essor dans de nombreux domaines. Ces résultats sont publiés pour la première fois le 14 mai 1900 aux Comptes Rendus de l'Académie des Sciences.
Mais les possibilités réactionnelles de cet agent de synthèse sont si grandes qu'il est impossible à une seule personne de les explorer toutes. Grignard s'entoure donc de jeunes chercheurs; d'autres laboratoires français et étrangers se lancent également dans cette nouvelle voie de recherches. A la mort de Grignard, on dénombrait déjà plus de 6000 publications concemant les organomagnésiens, et cela devait continuer encore longtemps après 1935. On trouvera dans tous les manuels de chimie organique la description des emplois des organomagnésiens mixtes et des réactions auxquelles ils participent. Il n'est pas possible dans cette notice, parce que là n'est pas son objectif, de rappeler chacun de ces résultats. Disons simplement qu'ils réagissent sur des composés très divers que nous classerons en quatre groupes :
D'une façon générale, les organomagnésiens mixtes ne donnent lieu qu'à des réactions entre dipôles, autrement dit celles qui s'apparentent aux mésomécanismes .
La structure du r6actif de Grignard a fait l'objet de nombreuses discussions, et plusieurs hypothèses se sont succédé. La plus généralement admise est celle d'un complexe solvaté : ce complexe a effectivement été isolé à l'état cristallisé, et l'analyse aux rayons X a confirmé la structure supposée. Mais des doutes ont subsisté pendant plusieurs années, parce que la nature des entités présentes dans le réactif de Grignard dépend à la fois du solvant, du radical R et de l'halogène, et qu'aucune structure générale ne semblait s'imposer jusqu'à la période contemporaine. Aussi retient-on tout simplement, lorsque l'on utilise ces réactifs, la formule R-Mg-X que leur a attribuée Grignard dès le début.
Les applications de cette découverte sont innombrables, et dans sa conférence faite le 12 décembre 1912 à Stockholm lors de la remise du prix, Grignard cita en particulier la synthèse d'alcaloïdes artificiels, dont le fameux alypine fabriqué par la firme Bayer.
Victor Grignard, outre la récompense du prix Nobel, était membre d'honneur de nombreuses Sociétés et Académies étrangères, et Docteur honoris causa des Universités de Bruxelles et de Louvain. Il mourut à Lyon le 13 décembre 1935.
(Carcassonne, 1854 - Toulouse, 1941)
Né à Carcassonne le 5 septembre
1854, Paul Sabatier fit ses études secondaires dans sa ville natale, puis au lycée et au
collège Sainte-Marie de Toulouse, avant d'entrer en classe préparatoire à Paris. Reçu
à l'Ecole Polytechnique et à l'Ecole Normale Supérieure, il choisit cette dernière,
où il se lie d'amitié avec deux futures célébrités, Emile Picard et Marcel Brillouin.
Attiré par les sciences, et influencé par les cours de deux grands maîtres, Henri
Sainte-Claire Deville et Charles Friedel, il s'oriente vers la chimie. Reçu major à
l'agrégation en 1877, après une courte carrière comme professeur de lycée à Nîmes,
il devient le préparateur de Berthelot au Collège de France, et entreprend une thèse
sur les sulfures métalliques, qu'il soutient en 1880. Il part alors enseigner à la
Faculté des Sciences de Bordeaux, puis à Toulouse, d'abord comme maître de conférences
en physique, puis comme professeur de chimie, occupant la chaire de Chimie générale à
partir de 1884, et cela pour 45 ans! Il continue dans le même temps à diriger son
laboratoire avec un entrain qui ne se dément jamais, bien au-delà de l'âge de la
retraite, puisqu'il ne s'arrêtera que pour mourir, à 87 ans .
La carrière de Paul Sabatier est jalonnée de titres honorifiques : prix Lacaze en 1897, prix Jecker en 1905, prix Nobel en 1912. En 1913, il est le premier membre "non résidant" I (c'est-à-dire ne demeurant pas à Paris) à être élu à l'Académie des Sciences. Ajoutons enfin que, désireux de contribuer à l'essor de Toulouse et d'y développer une grande Université, il a refusé à plusieurs reprises les offres qui lui étaient faites de postes dans la capitale, notamment après les morts de Moissan et de Berthelot, et cela même après que le prix Nobel fut venu lui apporter une notoriété intemationale.
L'ensemble de ses travaux peut se classer en deux grandes parties. La première partie commence avec son travail de thèse, "recherches thermiques sur les sulfures", et se poursuit jusqu'en 1890. Il met au point des méthodes de préparation des dérivés du soufre (sulfures, sulfhydrates, persulfure d'hydrogène, hyposulfures de bore et de silicium). Réalisées au laboratoire de M. Berthelot, ces études, menées d'un point de vue chimico-physique, comportent de nombreux calculs et des mesures thermodynamiques. Il s'attaque ensuite aux composés séléniés (encore moins bien connus) et à la cinétique des réactions, en étudiant plus spécialement les transformations de l'acide métaphosphorique.
La seconde partie correspond à ses xcherches en chimie organique. Ce changement d'orientation s'opére progressivement et contribue à la grande découverte qui le rend mondialement célèbre : la catalyse hétérogène. Sabatier avait suivi avyc intérêt les travaux de Mond et de ses collaborateurs (1891-1892) sur le nickel et le fer carbonyle. En collaboration étroite avec son collègue Senderens, de l'Institut Catholique de Toulouse, savant dont les mérites sont immenses, Sabatier tente de préparer des composés similaires en utilisant des oxydes d'azote. Après de nombreux essais, les deux chercheurs remarquent que le dioxyde d'azote donne des combinaisons avec le nickel, le cuivre et le cobalt : ces métaux nitrés sont étudiés systématiquement à partir de 1894. S'inspirant des travaux de Moissan (action de l'acétylène sur le nickel, le cobalt et le fer réduits), Senderens et Sabatier continuent l'étude de ce type de réactions en utilisant l'éthylène comme hydrocarbure insaturé. Avec les trois métaux réduits juste avant l'emploi et maintenus à 300'C, ils obtiennent un important dépôt de noir de fumée et un gaz renfermant une forte proportion d'éthane. Ils interprètent ce résultat en admettant que l'hydrocarbure utilisé est partiellement détruit, donnant du carbone solide et de l'hydrogène, qui réduit une nouvelle fraction d'éthylène pour donner de l'éthane. Pour vérifier leur hypothèse, ils font passer l'éthylène et l'hydrogène sur une colonne de nickel réduit. Ils constatent que, si l'hydrogène est en excès et si les gaz sont purs, le nickel ne s'altère pas (catalyseur), et que l'on peut transformer de grands volumes d'éthylène en éthane.
Un important procédé d'hydrogénation catalytique vient d'être découvert, et un nouveau et vaste domaine, dont l'importance et l'universalité ne cesseront de s'affirmer, s'ouvre à la recherche en chimie organique. Plus tard, après le long arrêt de ses recherches consécutif à la mort de sa femme, Sabatier reprend son travail, détermine, à la suite de multiples expériences, les températures les plus favorables à chaque réaction et définit les propriétés catalytiques de plusieurs m6taux réduits.
Les conséquences de cette découverte sont innombrables. Le benzène est saturé en cyclohexane en présence du nickel à 180'C. On transforme par cette méthode les dérivés nitrés en amines, les aldéhydes et cétones en alcools primaires et secondaires, l'oxyde et le dioxyde de carbone en méthane, etc. Cette dernière réaction permet de traiter le gaz à l'eau et le gaz de houille pour augmenter leur pouvoir calorifique tout en supprimant leur toxicité. Mais si cette technique est largement appliquée en Suisse et en Allemagne, elle l'est bien peu en France!
Ce procédé d'hydrogénation utilisant des températures relativement basses évite les réactions d'isomérisation et de polymdrisation. L'extension de l'hydrogénation aux autres hydrocarbures aromatiques (phénol, paracrésol) permet de préparer toute une série de composés cyclohexaniques, difïicilement obtenus jusqu'alors. Elle aura entre autres, comme application pratique, la préparation de nombreux parfums artificiels. Selon les conditions opératoires, partant du même réactif insaturé, on récupère des produits différents :
On utilise encore la méthode de Sabatier pour transformer en graisse de qualité supérieure les huiles de poisson ou les huiles végétales, application dont les Allemands ont été les premiers à tirer parti.
En 1913, faisant le point sur la question, Sabatier rédigea un traité de 155 pages qui rencontra une grande audience, tant en France qu'en Allemagne et aux Etats-Unis.
Comme dans le cas du réactif de Grignard, plusieurs hypothèses sur le mécanisme de la réaction ont été proposées. Voici ce qu'écrivait Sabatier : "J'admets que l'hydrogène agit sur le métal en donnant très rapidement sur sa surface une combinaison. L'hydrure ainsi engendré est facilement et rapidement dissociable, et s'il est mis en présence de matières capables d'utiliser l'hydrogène, il le leur cède en régénérant le métal qui recommence indéfiniment le même effet."
Sabatier compare le métal à un ferment. Cependant il n'attache pas une valeur excessive à des théories en évolution, et qui ne sont donc pas encore définitivement établies, et il écrit : "Elles ne sont que la charrue qui sert au laboureur pour tracer son sillon et qu'il lui sera permis de remplacer par une autre plus parfaite au lendemain de la moisson."
Dans sa conférence faite à Stockholm lors de la remise des prix, il n'oublia pas d'évoquer la participation de ses collaborateurs, Mailhe, Mignonac, Murat, Gaudin, et surtout l'abbé Senderens qu'il cita six fois.
Il mourut à Toulouse le 14 août 1941.
Pour ses travaux sur les liaisons des atomes dans les molécules, apportant un nouvel éclairage sur les résultats précédents, ouvrant un champ nouveau de recherche, spécialement en chimie organique.
(Mulhouse, 1866 - Zurich, 1919)
Ce chimiste d'origine alsacienne est né en France, à Mulhouse, le 12 décembre 1866. Comme Ostwald et Baeyer, il fut attiré dès son plus jeune âge par la chimie; adolescent, il avait installé un laboratoire dans la grange de la propriété familiale. Il commence ses études de chimie à Karlsruhe, puis les poursuit à Zurich, où il arrive en 1886 et demeurera jusqu'à sa mort, après avoir acquis la nationalité helvétique. Il commence des recherches sous la direction d'Arthur Hantzch, préparant une thèse sur la stéréochimie des composés organiques azotés, qu'il soutient en 1890. Son objet consiste à transposer la théorie du carbone tétraédrique de Van't Hoff au cas de l'atome d'azote. Nommé professeur à Zurich à l'âge de 27 ans, il laisse une oeuvre complète et homogène bien que sa carrière ait été relativement courte.
Ses travaux portent sur la chimie des complexes, jusqu'alors assez mystérieuse. E'n 1798, le chimiste Tassaert avait observé que, si on laissait reposer une nuit des solutions ammoniacales de chlorure cobalteux, il se déposait des cristaux orangés composés de six molécules d'ammoniac pour une molécule de chlorure cobaltique (CoCl3, 6NH3). On appela donc ce sel le sel lutéocobaltique. Par la suite on prépara successivement le sel purpuréocobaltique (CoCI,,SNH », ainsi nommé d'après sa couleur pourpre, et deux autres sels à quatre molécules d'ammoniac : le praséocobaltique, vert, et le violéocobaltique, violet (CoCl,, 4 NH,). Enfin on obtint un sel bleu-vert à trois molécules d'ammoniac (CoCl3, 3NH3). Les solutions aqueuses de ces sels avaient la particularité de contenir un nombre d'ions Cl- à l'état libre qui décroissait du sel lutéocobaltique (3 ions chlore) au composé à 3NH,(aucun ion chlore).
Werner, considérant ces résultats, décide d'éclaircir le problème. Il publie pour la première fois en 1891 sa conception de la valence et de l'affinité chimique. Ces travaux s'inscrivent dans le droit fil des préoccupations des chimistes depuis la fin du XVIIIe siècle et tout au long du XIXe, que ce soit Berz~iius (1812), Dumas (1834) ou Kékulé (1857, 1865); ils se poursuivront longtemps encore après qu'aura été formulée la théorie de Werner.
En premier lieu, Alfred Wemer rejette l'idée de valence constante de Kékulé, et suggère que, suivant les circonstances, l'affinité d'un atome peut être subdivisée diversement en un nombre plus ou moins grand de valences d'intensités variables. Cette théorie des valences variables est définitivement exposée dans un mémoire publié en 1893 sur la constitution des composés minéraux; Wemer propose des formules dites de coordination suivant lesquelles des molécules associées telles que NH3, H2O, KCl, etc... sont groupées autour d'un atome central qui constitue le noyau des ions complexes.
Il admet que ce noyau dispose d'une part d'un certain nombre de "valences principales" (Valenzzahl) qui lui permettent de fixer des atomes et des radicaux, et d'autre part d'un nombre de "valences secondaires" qui retiennent les molécules telles que NH3, H2O, etc., que l'on considère comme déjà saturées.
Ainsi dans les complexes aminés du cobalt, le métal possède une valence principale égale à 3 et une valence secondaire 6; cette "valence résiduelle" correspond à l'indice de coordination, de sorte que l'ion cobaltique peut se combiner à 6 groupes de molécules ou d'atomes. Selon Wemer, les formules des divers complexes amino-cobaltiques peuvent s'écrire de la façon suivante :
[Co(NH3)6]C13, [Co(NH3)5 Cl]C12, [Co(NH3)4C12] Cl, [Co(NH3)3C13]
La diminution du nombre de molécules d'ammoniac dans le complexe s'accompagne d'une augmentation du nombre de celles du chlore. En définitive, la valence primaire reste toujours égale à 3, et l'indice de coordination toujours à 6. Lorsqu'on examine plusieurs familles de complexes d'un même métal, cet indice est généralement égal à 6 ou à 4.
La charge électrique de l'ion complexe, pris dans son ensemble, est égale à la somme algébrique du degré d'oxydation du noyau et des électrovalences des atomes et des radicaux coordinés; si elle est nulle, on a une molécule [Co(NH)3C13] que l'on appelle parfois "complexe inteme", peu soluble dans les solvants polaires. Wemer, reprenant les travaux de ses débuts, suggère que les valences secondaires sont dirigées dans l'espace. Etudiant les complexes d'indice de coordination 6, il envisage la possibilité de trois arrangements spatiaux : l'hexagone, le prisme triangulaire et l'octaèdre régulier. Il démontre expérimentalement que seul l'arrangement octaèdrique peut être retenu. En effet, pour un complexe du type MX2Y4, il doit exister trois stéréoisomères pour les complexes hexagonaux ou prismatiques, et deux pour l'isomère octaèdrique. Wemer a examiné 27 séries de complexes cobaltiques de ce type, et h chaque fois il n'a trouvé que deux isomères. Les résultats de ses recherches atteignent presque la perfection, en particulier lorsqu'il démontre l'existence de l'isomérie optique de ces complexes, déviant le plan de la lumière polarisée.
En 1911, il parvient à séparer les deux isomères lévogyre et dextrogyre du chloroaminodiéthylènediamine en utilisant un réactif organique optiquement actif. Il confirme ce résultat sur un grand nombre de complexes (une quarantaine de séries) à symétrie octaèdrique, d'indice de coordinance 6, en séparant pour chacun deux isomères optiquement actifs. Pour éviter que l'on attribue l'activité optique au carbone, il prépare des complexes qui ne renferment pas cet élément. La théorie de Wemer obtient un grand succès qui confirme la justesse de ses conceptions. Ces observations seront étendues aux complexes d'indice de coordination égal à 4 et ayant un arrangement spatial de carré plan ou de tétraèdre. C'est l'ensemble de ces travaux théoriques et expérimentaux qui lui valut le prix Nobel.
Par la suite la théorie de Wemer fut appliquée à des ions complexes dont le noyau n'est pas métallique, ainsi qu'à des complexes polynucléaires comme le nitrate de dicobalt III - mu - amino décammine [(NH3)5Co-NH2-Co(NH3)5](NO3) où les deux atomes de cobalt sont reliés par le radical bicoordiné NH~ qui sert de "pont".
Toutes ces recherches auront grandement contribué à l'étude de la nature des liaisons de coordination, et elles seront activement poursuivies par d'autres. A son époque même, on s'était aperçu qu'il pouvait y avoir plusieurs modes de liaison totalement différents. Lorsque la structure de l'atome fut mieux connue, peu après 1900, on revint aux théories électriques : la liaison entre atomes était assurée par l'intermédiaire d'électrons. W. Kossel (1916) développa une théorie fondée sur l'interaction électrostatique des ions dans les cristaux, mais elle s'appliquait mal aux molécules isolées ou symétriques (comme Cl2 ou H2). En même temps, W. Lewis (1913) proposait la liaison de covalence, assurée par la mise en commun d'électrons entre les atomes, avec formation de paires. Le nombre de paires étant limité à huit (règle de l'octet), la liaison par coordination reposait sur l'idée que le doublet entre dcux atomes était foumi par l'un des deux, l'autre étant le récepteur.
Comme on le voit, du vivant de Wemer, le problème de la nature de la liaison chimique restait entier, du fait de la multiplicité des explications proposées. La théorie de la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie, publiée en 1924, éclaira d'un jour nouveau le problème de la liaison chimique : on sait que la physique classique ne s'appliquait pas à l'infiniment petit, et qu'il fallut faire appel dans ce cas à un autre formalisme. Le problème a été traité par E. Schrodinger en 1926, et par W. Heitler et F. London en 1927. Leurs travaux ouvrirent une nouvelle voie, celle de la chimie théorique, qui n'a cessé de progresser jusqu'à nos jours.
Alfred Wemer décéda à Zurich le 15 novembre 1919.
Pour la détermination précise de masses atomiques d'un grand nombre d'éléments chimiques .
(Germantown, 1868 - Cambridge, 1928)
Theodore William Richards est né le 31 janvier 1868, à Germantown, en Pennsylvanie, d'un père artiste peintre et d'une mère poète. Il commence ses études au collège de Haverford, où il s'initie à la chimie avec des maîtres comme L. B. Halla et J.P. Cooke. En 1885, il part continuer ses études h Harvard; un an après il est licencié, et il soutient sa thèse de doctorat (Ph. D.) en 1888. Ayant obtenu une bourse postdoctorale, il part à Heidelberg pour se perfectionner chez P. Jannasch, spécialiste en analyse des minéraux, puis chez le célèbre organicien W. Meyer. Il termine son stage chez W. Hempel, à Dresde, où il se familiarise avec les méthodes d'analyse de gaz. De retour aux Etats-Unis en 1894, il est nommé assistant de chimie analytique à Harvard; il décline alors une proposition d'emploi en qualité de professeur extraordinaire à l'Université de Göttingen, où l'attendaient pourtant d'excellentes conditions de travail.
Ce chimiste, ayant la passion de la précision, et connaissant bien les méthodes d'analyse, est nommé à 26 ans professeur ordinaire à Harvard, où il continue les recherches entreprises sous la direction de Cooke. Celles-ci portaient sur la détermination exacte des masses atomiques de l'oxygène et de l'hydrogène, puis de beaucoup d'autres éléments. Dans sa thèse de doctorat, il avait pris la masse atomique de l'hydrogène comme égale à l'unité, et déterminé celle de l'oxygène comme égale à 15,869 +- 0,0017. Les masses atomiques des autres éléments sont déterminées avec autant de précision, ce qui lui vaut d'être reconnu par les autres chimistes comme le meilleur dans ce domaine.
Il voulait en fait vérifier l'hypothèse émise en 1815 par un médecin anglais, W. Prout, qui considérait que tous les éléments étaient composés d'hydrogène, particule élémentaix universelle. Cette opinion était également soutenue de manière indépendante par l'allemand J. L. G. Meinecke (1818). Durant tout le XIXe siècle, de nombreux chimistes contribuèrent à déterminer les masses atomiques (Berzelius, Dumas, Marignac, et surtout Jean Servais Stas) ou les masses équivalentes, car la théorie atomique était loin d'être acceptée par tout le monde. Et les valeurs données par le belge J. Servais Stas étaient presque unanimement acceptées, quand Richards et ses élèves démontrèrent leur manque de précision. Leur nouvelle méthode, fondée sur l'emploi du chlorate de potassium, avait l'avantage de donner en solution aqueuse des chlorates de nombreux éléments par réaction d'échange : vers 450'C, le chlorate se décompose totalement en chlorure et en oxygène. Richards s'illustra notamment en montrant que la masse atomique du plomb était différente selon que son origine était naturelle ou qu'il était issu de la transmutation de radioéléments. Quand la masse atomique du plomb provenait de minerais contenant de l'uranium et du thorium, elle était fonction du rapport Th/U dans le minerai. Des travaux parallèles étaient poursuivis par G. P. Baxter, O. HOnigschmid et Soddy (ce dernier expliquera par l'existence d'isotopes les anomalies observées).
Richards accomplit également de nombreux travaux en chimie physique (électrochimie, statique et cinétique chimiques, thermométrie et thermodynamique chimiques). Perfectionniste, il mit au point, pour déterminer les chaleurs de dilution, de neutralisation et de condensation de vapeurs, une méthode beaucoup plus précise que celles qu'avaient utilisées ses prédécesseurs, Berthelot et Regnault en France, W. Luginin en Russie, grâce à un calorimètre adiabatique de sa conception. Il détermina en particulier avec une grande exactitude la chaleur de vaporisation de l'eau: 538,6 cal.g-1. Dans un tout autre domaine, il s'intéressa également au problème de l'hydratation des sels. Il s'agissait de répondre à la question suivante : l'eau de cristallisation était-elle unie au sel selon la "loi des proportions définies" édictée par L. J. Proust? Des quantités connues d'un sel anhydre et du même sel hydraté ayant été placées dans un dessicateur, la pression de vapeur au-dessus du mélange permettait d'établir la composition de l'hydrate. Ainsi pour le chlorure de baryum, Richards montra que l'hydrate avait comme formule : BaC12H2O. Puis il mesura très précisément les températures de déshydratation partielle ou totale de différents sels hydratés :
(MgCl2, 4H2O --> MgCl2,2H2O + 2 H2O ou Na2SO4,lOH2O --> Na2S04+ 10 H2O)
Il continua les travaux de Berthelot et de Delépine, et ceux de P. Inbow effectués en Russie, sur la détermination des chaleurs de combustion d'hydrocarbures aromatiques et d'alcools. S'intéressant à la néphélométrie , il construisit un appareil permettant d'évaluer la concentration d'une émulsion par comparaison photométrique avec une solution étalon. Puis il mit au point une méthode permettant de doser des quantités infinitésimales d'ions chlore (1904). Cette technique fut améliorée en 1920 par le chimiste américain A. B. Lamb.
Dans le domaine de l'acoustique, il entreprit de mesurer les vitesses de propagation des ultrasons dans les mélanges et les solutions liquides (par exemple dans les systèmes tels que benzène-heptane ou butanol-heptane), ainsi que dans les gaz (éthylène pur, mélanges gazeux d'éthylène et d'argon, d'hélium, d'azote, d'hydrogène et de deutérium).
Il réussit, par un choix approprié des fréquences d'ultrasons, à préparer des dispersions de corps solides dans l'eau, qui manifestent un effet Tyndall que l'on peut utiliser en néphélométrie.
En 1929, en collaboration avec A. L. Loumis, Richards étudie l'action des ultrasons sur des solutions aqueuses d'iodure de potassium qui s'oxyde pour donner de l'iode à l'état libre. Observant dans les mêmes conditions le comportement de composés instables comme le triiodure d'azote par exemple, il constate leur décomposition par explosion, sans toutefois parvenir à établir le mécanisme de la réaction.
Dans le domaine de la chimie minérale enfin, il propose une méthode de préparation du gallium.
Tous ces travaux lui valurent honneurs et renommée. Il fut membre honoraire de nombreuses associations scientifiques de nombreux pays. La France lui octroya les médailles de Leblanc et Lavoisier, et lui décerna la Légion d'Honneur. Il reste que sa plus grande récompense fut l'obtention du prix Nobel. Aux Etats-Unis, il devint président de la Société Chimique Américaine; il présida également l'Académie Américaine des Arts et des Sciences (1919) et l'Association Américaine pour l'Avancement des Sciences.
Il forma des disciples comme O. Hbnigschmid, G. W. Harris, K. L. Mark, E. Müller et E. H. Archibald, qui devinrent célèbres dans la communauté des chimistes.
Richards mourut à Cambridge, dans le Massachussets, le 2 avril 1928, après une vie bien remplie, laissant à la postérité 292 articles, publications et communications.
