Polarité : Une liaison est polarisée si la différence d'électronégativité entre les atomes est supérieure à 0.5.
Molécule polaire : Possède un moment dipolaire global non nul.
- Déterminer les électronségativités des atomes
- Calculer la différence d'électronégativité
- Identifier les liaisons polarisées
- Considérer la géométrie moléculaire
- Calculer le moment dipolaire résultant
χ(O) = 3.44, χ(H) = 2.20
Δχ = 3.44 - 2.20 = 1.24 > 0.5 ⇒ Liaison polarisée
H₂O a une forme angulaire (VSEPR) ⇒ asymétrie
Les moments dipolaires ne s'annulent pas ⇒ μ ≠ 0
La molécule d'eau H₂O est polaire car elle possède des liaisons O-H polarisées et une géométrie angulaire qui empêche l'annulation des moments dipolaires.
• Δχ > 0.5 : Liaison polarisée
• Géométrie asymétrique : Moment dipolaire net
• μ ≠ 0 : Molécule polaire
CO₂ : Linéaire, liaison C=O polarisée mais molécule apolaire
H₂O : Angulaire, liaison O-H polarisée, molécule polaire
Linéaire avec angle de 180° ⇒ symétrie parfaite
C=O est polarisée (Δχ = 1.0) mais symétriquement opposées
Les deux moments dipolaires s'annulent ⇒ μ = 0
H₂O est asymétrique ⇒ moments dipolaires ne s'annulent pas
CO₂ est apolaire malgré ses liaisons polarisées car sa géométrie linéaire permet l'annulation des moments dipolaires. H₂O est polaire car sa géométrie angulaire empêche cette annulation.
• Géométrie symétrique = Annulation des moments dipolaires
• Géométrie asymétrique = Moment dipolaire net
• Polarité dépend = Des liaisons ET de la géométrie
"Similia similibus solvuntur" : Substances polaires dissolvent substances polaires
NaCl est un composé ionique (Na⁺ et Cl⁻)
H₂O est une molécule polaire avec un moment dipolaire élevé
Les molécules d'eau s'orientent autour des ions (hydratation)
Les interactions dipôle-ion stabilisent les ions dans la solution
Le chlorure de sodium (NaCl) est soluble dans l'eau car les molécules d'eau polaires interagissent favorablement avec les ions Na⁺ et Cl⁻ par des forces dipôle-ion.
• Solvant polaire = Dissout composés ioniques
• Forces dipôle-ion = Stabilisent la solution
• Hydratation = Entourage de molécules d'eau autour des ions
NH₃ : Pyramide trigonale, liaison N-H polarisée, moment dipolaire net
χ(N) = 3.04, χ(H) = 2.20 ⇒ Δχ = 0.84 > 0.5
NH₃ a une forme pyramidale trigonale ⇒ asymétrie
Les liaisons N-H sont polarisées et la géométrie empêche l'annulation
Capacité à former des liaisons hydrogène ⇒ point d'ébullition élevé
L'ammoniac NH₃ est une molécule polaire avec un moment dipolaire net. Sa polarité lui permet de former des liaisons hydrogène, ce qui explique son point d'ébullition relativement élevé.
• Δχ > 0.5 : Liaisons polarisées
• Géométrie pyramidale : Asymétrie ⇒ moment dipolaire net
• Atome N : Peut former des liaisons hydrogène
Eau : Molécule polaire (μ ≠ 0)
Huile : Molécules apolaires (hydrocarbures)
Eau : molécules polaires avec liaison H
Huile : hydrocarbures apolaires (liaisons C-H presque apolaires)
Entre molécules polaires : forces dipôle-dipôle, liaison H
Entre molécules apolaires : forces de Van der Waals
Très faibles, énergie défavorable
Séparation en phases ⇒ immiscibilité
L'eau et l'huile ne sont pas miscibles car l'eau est polaire tandis que l'huile est constituée de molécules apolaires. Les interactions entre molécules de même nature sont plus favorables que celles entre molécules de nature différente.
• "Similia similibus solvuntur" : Polarité similaire favorise la solubilité
• Interactions défavorables : Empêchent la miscibilité
• Séparation de phases : Minimise les interactions défavorables
- Calcul de Δχ : Si > 0.5, liaison polarisée
- Identification des moments dipolaires : Représenter les directions
- Étude de la géométrie : Symétrie ou asymétrie
- Somme vectorielle : Si ≠ 0, molécule polaire
- Une liaison est polarisée si Δχ > 0.5
- La polarité globale dépend de la géométrie moléculaire
- Les molécules polaires ont des points d'ébullition plus élevés
- Les substances polaires se dissolvent dans des solvants polaires
- Les forces intermoléculaires influencent les propriétés physiques
- Électronégativité → polarité de liaison → polarité moléculaire
- Géométrie détermine la polarité globale
- Forces dipôle-dipôle plus fortes que forces de Van der Waals
- Solubilité dépend de la compatibilité de polarité
- Point d'ébullition croît avec la polarité
