Cours de Première sur la cohésion des solides moléculaires
Polarité d’une liaison
- Selon leur configuration électronique, certains atomes captent plus facilement des électrons que d’autres. Par exemple, l’atome de fluor ayant pour configuration (K)2(L)7 gagnera facilement un électron pour saturer la couche L. la facilité des atomes à capter un électron s’appelle l’électronégativité.
- Lorsque deux atomes sont liés chimiquement, c’est qu’ils mettent en commun deux électrons. Les deux électrons forment alors une liaison covalente. Dans le cas de deux atomes identiques, le doublet est également partagé et symétrique par rapport à l’axe de liaison. Dans le cas où les deux atomes sont différents, celui qui est le plus électronégatif attire plus fortement le doublet. Il acquiert une charge partielle négative alors que l’autre acquiert une charge partielle positive. Une telle liaison est dite polarisée.
Exemple : La liaison est polarisée car l’atome d’oxygène, plus électronégatif que l’atome d’hydrogène, acquiert une charge partielle alors que l’atome d’hydrogène acquiert une charge partielle : δ-O Hδ+.
Polarité d’une molécule
- Une molécule est polaire si sa géométrie est telle que le centre géométrique des charges partielles négatives G– ne coïncide pas avec le centre géométrique des charges partielles positives G+. La molécule constitue alors un dipôle électrique permanent.
Exemple : La molécule d’eau est polaire.
Interactions intermoléculaires
- La cohésion des liquides et des solides moléculaires est assurée par deux types d’interactions intermoléculaires : les interactions de Van der Waals et les liaisons hydrogène.
- Les interactions de Van der Waals sont des interactions faibles de nature électrostatique, s’exerçant entre des molécules, qu’elles soient polaires ou non.
Exemple : La liaison est une molécule polaire : les interactions sont du type dipôle permanent / dipôle permanent.
- La molécule de diiode est apolaire : pourtant, à cause de mouvements électroniques, la molécule peut former à un instant donné un dipôle instantané : ce dipôle peut polariser une molécule voisine ; des interactions entre dipôles instantanés peuvent apparaître (on parle d’interaction dipôle instantané / dipôle induit). Les interactions de Van der Waals sont d’autant plus importantes que la molécule est volumineuse, riche en électrons donc polarisable.
- Les liaisons hydrogène s’établissent entre un atome d’hydrogène lié par liaison covalente à un atome très électronégatif (F, O, N) et un autre atome, lui aussi électronégatif, possédant au moins un doublet non liant.
Exemple : La liaison H est la force principale qui unit les molécules d’eau à l’état solide ou liquide. L’atome H d’une molécule (portant une charge) subit une forte attraction de la part de l’atome O d’une molécule voisine (portant une charge).
