Questionnaire a été réalisé avec Questy

Pour s'auto-évaluer

Essentiel

 

►  Charges électriques et forces électriques :

-  Charles Augustin Coulomb : 1785.

Énoncé ; Deux corps ponctuels A et B, de charges q A et q B, séparés par une distance d, exercent l’un sur l’autre des forces attractives ou répulsives telles que : -    -  Caractéristiques des deux forces : -  La force  est appliquée en B et -  La force  est appliquée en A. -  Elles ont la même direction : la droite (AB). -  Elles ont des sens opposés. -  Elles sont attractives si les charges sont de signes opposés. -  Elles sont répulsives si les charges sont de même signe. -  Elles ont la même valeur : -  Expression :

 

-  La constante k = 9,0 × 10 ⁹  N . m ² . C^{– 2}. 

- Au niveau de la première, on écrit :

-  k = 9,0 × 10 ⁹  S.I

-  En conséquence, la force qui s’exerce entre deux charges électriques distantes de d est inversement proportionnelle à d².

►  Caractéristiques des deux forces :

-  Les forces sont répulsives si les charges sont de même signe.

-  On considère que : q_A . q_B > 0

►  Cristal ionique :

-  Dans l’écriture de la formule d’un solide ionique, les charges ne figurent pas.

-  Par convention, on choisit les plus petits indices qui assurent l’Électroneutralité du cristal.

-  La formule statistique indique la nature et la proportion des ions présents dans le cristal sans mentionner les charges.

-  Un cristal ionique constitué d’ions Al³⁺ et d’ions O^2– a pour formule : Al₂O₃.

-  Dans un cristal ionique de fluorine CaF₂, chaque ion Ca²⁺ n’est entouré que d’ions F^–.

►  Polarité d’une molécule : cas des molécules diatomiques :

-  Une molécule, constituée de deux atomes A et B, est polarisée si ces deux atomes ont des électronégativités différentes.

-  Plus la différence d’électronégativité est importante :

-  Plus la liaison est polarisée

-  Et plus le moment dipolaire p (A – B) est grand.

-  Une molécule diatomique constituée de deux atomes identique est apolaire.

-  Une molécule diatomique constituée de deux atomes différents est généralement polaire.

►  Polarité d’une molécule : cas des molécules triatomiques :

-  Molécule d’eau : H – O – H

-  L’oxygène est plus électronégatif que l’hydrogène. Les deux liaisons covalentes O – H d’une molécule d’eau sont polarisées.

-  Il en résulte l’apparition de charges partielles 2 δ ^– sur l’atome d’oxygène et d’une charge partielle δ ⁺ sur chaque atome d’hydrogène.

-  Comme le barycentre des charges positives ne coïncide pas avec le barycentre des charges négatives, la molécule présente un caractère dipolaire.

-  On dit qu’elle est polaire.

-  Autre explication, la molécule possède un moment dipolaire.

-  Molécule de dioxyde de carbone : O = C = O

-  L’oxygène est plus électronégatif que le carbone. Les deux liaisons covalentes O = C d’une molécule de dioxyde de carbone sont polarisées.

-  Il en résulte l’apparition de charges partielles δ ^– sur chaque atome d’oxygène et d’une charge partielle 2 δ⁺ sur l’atome de carbone.

-  Comme le barycentre des charges positives coïncide avec le barycentre des charges négatives, la molécule ne présente pas un caractère dipolaire.

-  On dit qu’elle est apolaire.

-  En conséquence : Une molécule triatomique peut être polaire ou apolaire.

►  Molécule de sulfure de carbone :

-  La molécule de sulfure de carbone est apolaire pour des raisons de symétrie.

►  Interactions de Van der Waals :

-  Interactions de Van der Waals : sont des interactions entre dipôles électriques permanents ou instantanés.

-  La cohésion d’un solide moléculaire est assurée par des interactions intermoléculaires,

-  c’est-à-dire des interactions de Van der Waals auxquelles peuvent s’ajouter des liaisons hydrogène.

-  La liaison hydrogène est représentée par :

     

 

►  Liaison hydrogène :

-  Une liaison hydrogène se forme lorsqu’un atome d’hydrogène H, qui est lié à un atome A très électronégatif, interagit avec un atome B, également très électronégatif et porteur d’un ou plusieurs doublets non liants. -  Les atomes A et B qui interviennent généralement sont : -  l’azote N, l’oxygène O, le fluor F et le chlore Cl. -  Les trois atomes qui participent à la liaison hydrogène sont généralement alignés.

-  Les molécules qui possèdent le groupe – O – H forment des liaisons hydrogènes.

-  C’est le cas des alcools comme l’éthanol, de l’eau dans la glace.

-  Ces liaisons hydrogènes participent à la cohésion du cristal.

-  Dans ce cas, la cohésion du cristal est due aux liaisons hydrogène et aux interactions de Van Der Waals.

-  Représentation de la liaison hydrogène :

►  Le cyclohexane :

-  Les interactions de Van der Waals sont des interactions entre dipôles électriques.

-  À température ordinaire, c’est un liquide transparent sans couleur, à l'odeur piquante.

-  Le cyclohexane est utilisé comme solvant apolaire dans l'industrie chimique,

mais aussi comme réactif pour la production industrielle de l'acide adipique et

du caprolactame, intermédiaires utilisés dans la production du nylon.

-  En conséquence la molécule de cyclohexane est apolaire.

-  Température de fusion du cyclohexane : 6 ° C

-  À l’état solide, la cohésion du cristal moléculaire de cyclohexane est assurée par des interactions entre dipôles électriques instantanés appelées : interactions de Van des Waals.

-  Dans la molécule, les électrons n’ont pas de position définie et son en mouvement permanent autour des noyaux au sein du nuage électronique.

 

-  La molécule comprend des liaisons C – C et des liaisons C – H

-  (liaison non polarisée car la différence d’électronégativité en l’atome d’hydrogène et l’atome de carbone est faible χ (H) = 2,2 et χ (C) = 2,55)

-  Cas des liaisons carbone – carbone :

-  Globalement, les électrons des doublets de liaison se situent statistiquement aussi souvent près d’un noyau que d’un autre.

-  C’est la raison pour laquelle la molécule de cyclohexane est apolaire.

-  En revanche, à un instant donné, ces électrons peuvent être plus proches de l’un des deux noyaux.

-  Un dipôle électrique instantané apparaît alors au sein de la molécule entrainant la formation d’autres dipôles instantanés au sein de la molécule.

-  Il en est de même pour toutes les molécules du solide. Les dipôles instantanés ainsi crées interagissent et assurent la cohésion du cristal.

-  Ces interactions changent à tout instant, mais leurs effets sont permanents.

 Echelle des électronégativités de Pauling

Source Wikipédia 

►  Le Phénol :

-  Dans le phénol, solide de formule : C₆H₅ – OH

-  La cohésion est assurée par des liaisons hydrogène et des interactions de Van der Waals.

 

►  On chauffe un solide.

-  Lorsque l’on chauffe un solide, l’énergie thermique apportée à un corps pur moléculaire peut :

-  Conduire à une élévation de la température avec rupture d’interactions intermoléculaires et accroissement de l’agitation des molécules

-  Provoquer un changement d’état avec seulement rupture d’interaction intermoléculaires, la température restant constante.

-  Lorsque l’on chauffe un corps pur moléculaire solide sa température peut rester constante.

►  De l’état liquide à l’état gazeux :

-  La transformation de l’état liquide à l’état gazeux d’un corps pur est une vaporisation.

►  Phase condensée :

-  En phase condensée, entre les différentes entités chimiques il existe des forces attractives et répulsives.

►  Méthanol et éthane :

-  Éthane : La cohésion est assurée uniquement par des interactions de Van der Waals.

-  Méthanol : La cohésion est assurée par des liaisons hydrogène et des interactions de Van der Waals

►  Cristal ionique :

-  Un cristal ionique est électriquement neutre.

-  Un cristal ionique d’oxyde de magnésium MgO est composé d’ions : Mg²⁺ et O^2–

►  Interaction entre les charges électriques :

-  Deux charges de mêmes signes se repoussent.

-  Deux charges de signes contraires s’attirent.

-  Il existe une force attractive entre : Un anion (–) et un cation (+).

 Questionnaire a été réalisé avec Questy

Pour s'auto-évaluer