Lothar Meyer : L'autre homme qui a découvert la loi périodique

En 1869, Dmitri Mendeleïev a publié son tableau périodique. Des mois plus tard, Lothar Meyer a publié le sien — arrivé de manière indépendante, fondé sur des mesures physiques, et malheureusement trop tard. Meyer a reconnu la priorité du Russe sans plainte, et en 1882, la Royal Society a partagé la médaille Davy entre eux. L'histoire a été moins impartiale que la Royal Society, mais la loi périodique avait deux découvreurs, et l'un d'eux était un médecin allemand venu à la chimie par le sang.

Fils de médecin

Meyer est né le 19 août 1830 à Varel, dans le duché d'Oldenbourg, fils du médecin Friedrich August Meyer et d'Anna Biermann. Il a fait ses études au Altes Gymnasium d'Oldenbourg, puis, comme on l'attendait du fils d'un médecin, il s'est tourné vers la médecine.

Sa formation ressemble à un tour d'horizon de la science allemande du XIXe siècle à son apogée. À l'Université de Zurich à partir de 1851, il a étudié la médecine sous la direction de Carl Ludwig, le grand physiologiste. À Wurtzbourg à partir de 1853, il a étudié la pathologie sous la direction de Rudolf Virchow, le fondateur de la pathologie cellulaire. À Heidelberg, il a travaillé sous la direction de Robert Bunsen, qui occupait la chaire de chimie — et c'est Bunsen qui l'a réorienté. En 1858, Meyer a obtenu un doctorat en chimie à l'Université de Breslau avec une thèse sur les effets du monoxyde de carbone sur le sang. Non satisfait, il est ensuite allé à Königsberg pour étudier la physique mathématique sous la direction de Franz Ernst Neumann, avec Gustav Kirchhoff parmi ses influences.

La combinaison est la clé de tout ce qu'il a fait par la suite. Meyer était un médecin formé à la physiologie, à la pathologie, à la chimie et à la physique mathématique, et il a abordé les éléments comme un physicien le ferait : en cherchant des quantités qui pouvaient être mesurées et tracées.

Oxygène et hémoglobine

La formation médicale a porté ses fruits immédiatement. Meyer a reconnu que l'oxygène se combine avec l'hémoglobine dans le sang — une intuition qui a transformé la respiration d'un processus vital vague en une union chimique spécifique entre un gaz et une substance dans le sang. Cela reste l'une des pierres angulaires de la chimie physiologique, et c'était le travail d'un homme qui n'avait pas encore trente ans.

Le livre de 1864

En 1859, après son habilitation, Meyer est devenu Privatdozent en physique et chimie à Breslau. Cinq ans plus tard, il a publié Die modernen Theorien der Chemie, le livre qui a fait sa réputation et qui contenait une version précoce du tableau périodique : vingt-huit éléments organisés en six familles selon leur valence.

La signification est facile à manquer à distance. La chimie en 1864 possédait une longue liste d'éléments et aucun principe accepté pour les organiser. Le tableau de Meyer était une véritable première tentative de trier les éléments systématiquement par une propriété importante, et d'argumenter que le tri révélait quelque chose de réel sur la matière.

Volumes atomiques

Sa contribution la plus originale était graphique. Meyer a tracé un graphique linéaire du volume atomique en fonction du poids atomique, et la courbe résultante montait et descendait en une série de pics et de creux. Ici, dessinée sur une seule feuille, se trouvait la périodicité des éléments — non affirmée, non déduite par analogie chimique, mais visible. Cela a converti la loi périodique d'un schéma de classification en un fait physique exigeant une explication, et personne voyant la courbe ne pouvait facilement rejeter le motif comme une coïncidence.

Meyer a continué à réviser. Le tableau de 1864 était disposé horizontalement ; une version ultérieure en 1870 était disposée verticalement, avec chaque série correctement terminée par un élément du groupe des métaux alcalino-terreux.

Battu de quelques mois

Au moment où cette version plus complète est apparue, Mendeleïev avait publié. Les deux hommes avaient travaillé de manière totalement indépendante et étaient parvenus substantiellement à la même loi, et Meyer l'a dit, reconnaissant la priorité de Mendeleïev.

Il y avait cependant une différence réelle entre eux, et cela explique la divergence dans leur renommée. Mendeleïev a poussé son tableau dans le domaine de la prophétie, en mettant l'accent sur les éléments non encore découverts et en décrivant les propriétés qu'ils auraient. Meyer ne l'a pas fait. Il n'a pas insisté sur les prédictions d'éléments inconnus ni détaillé leurs caractéristiques probables ; il avait établi le motif et était satisfait de le laisser tel quel. La prédiction est ce qui rend une loi scientifique célèbre, et le nom de Mendeleïev est sur la loi pour cette raison.

La Royal Society, au moins, a jugé le travail plutôt que le spectacle. En 1882, elle a décerné la médaille Davy conjointement à Meyer et Mendeleïev en reconnaissance de leurs travaux sur la loi périodique.

Benzène et les chaires

La carrière de Meyer a progressé régulièrement : un poste à l'Académie forestière d'Eberswalde en 1866, une chaire à l'École polytechnique de Karlsruhe en 1868, et en 1876 la chaire de chimie à l'Université de Tübingen, qu'il a occupée pour le reste de sa vie. Il a épousé Johanna Volkmann en 1866.

Il a également apporté une deuxième contribution structurelle souvent négligée. En 1872, Meyer a été le premier à suggérer que les six atomes de carbone du cycle benzénique sont liés les uns aux autres uniquement par des liaisons simples, avec la quatrième valence de chaque atome de carbone dirigée vers l'intérieur, vers l'intérieur du cycle. C'était une proposition qui déplaçait la capacité de liaison restante du cycle loin des liaisons fixes entre des atomes particuliers vers la structure dans son ensemble — une façon de penser aux molécules aromatiques qui a survécu au modèle spécifique.

Tübingen, 1895

Lothar Meyer est décédé à Tübingen le 11 avril 1895, à la suite d'un accident vasculaire cérébral, à l'âge de soixante-quatre ans. En 1983, un minéral nouvellement identifié a été nommé lotharmeyerite en reconnaissance de ses travaux sur la loi périodique — un modeste mémorial pour un homme qui a vu le même grand motif que Mendeleïev, l'a dessiné plus magnifiquement, et l'a dit à voix haute quelques mois trop tard.