Cohésion de la
matière à l’état solide
I- Solides ioniques
Le chlorure de sodium (sel de table) est un solide ou cristal ionique qui contient des ions sodium Na+ (cations, de charge +e) et des ions chlorures Cl- (anions, de charge –e).
Cl
-Na
+Chaque ion Cl- a, comme premiers voisins, 6 ions Na+ (attraction).
Chaque ion Na+ a, comme premiers voisins, 6 ions Cl- (attraction).
Le fluorure de
calcium (Ca
2+et F
-) a pour formule:
CaF
2Dans un cristal ionique, chaque ion est entouré d’ions de signes opposés. L’interaction électrostatique attractive entre ces ions l’emporte et assure la cohésion du solide.
NaCl fond à 800 °C
© copyright 2014 - Jacques Ardissone
L’électro-neutralité de la matière impose qu’il faut un ion Na+ pour un ion Cl- et la formule statistique de ce composé est NaCl
.
Structure de NaCl, modèle compact Structure de NaCl, modèle éclaté
Cohésion de la matière à l’état
solide
II-Molécules polaires
Modèle de Lewis Modèle moléculaire
compact
Soit la molécule, diatomique, hétéroatomique, de chlorure d’hydrogène HCl:
L’atome de chlore est plus avide d’électrons que l’atome d’hydrogène et le doublet de liaison (doublet liant), n’est pas partagé de façon égale entre les 2 atomes, il est plus proche de l’atome de chlore.
On dit que la liaison H-Cl est polarisée ou encore que la molécule HCl est polaire ou enfin que HCl constitue un dipôle électrique.
Tout se passe comme si Cl portait une charge (-q) et H une charge (+q).
Un dipôle électrique est l’ensemble de 2 charges ponctuelles et opposées, séparées d’une distance d.
Cohésion de la matière à l’état
solide
II - Molécules polaires (suite)
Un dipôle électrique est caractérisé par son moment dipôlaire p , vecteur colinéaire à la liaison, qui va de la charge < 0 vers la charge > 0. Sa norme est exprimée en debye (D).
Pour une molécule non polaire (H2, Cl2, N2, O2, CH4,CCl4 … p = 0
Pour HCl, p = 1,1 D
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III - Electronégativité d’un atome
L’électronégativité d’un atome A est un nombre qui caractérise son aptitude à attirer vers lui le doublet de la liaison qu’il réalise avec un atome B.
Liaison H-F, très polarisée, plus
polarisée que H-Cl.
Liaison H-O plus polarisée que H-Cl mais moins que H-F.
Plus l’électronégativité est grande, plus l’atome attire le doublet de liaison.
Plus la différence d’électronégativité entre 2 atomes liés est grande, plus la liaison sera polarisée et plus grand sera son moment dipolaire.
Dans la CPE
l’électronégativité augmente de gauche à droite et décroit de haut
en bas Liaison C-H peu
polarisée.
Une liaison A-B est polarisée si les atomes A et B n’ont pas la même électronégativité.
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solide
IV-Cohésion des solides moléculaires
Ce sont ces interactions qui assurent la cohésion des solides moléculaires. Elles sont faibles et ont une très courte portée dans l’espace.
Une autre force d’interaction entre molécules est la liaison hydrogène, plus forte que
VdW, et qui assure la cohésion de la glace, par exemple.
Les interactions de Van der Waals sont des
interactions entre
molécules polaires, elles sont d’origine
électrostatiques.
Pour qu’il réalise une liaison hydrogène, il faut que H soit lié à un atome A très électronégatif (F,Cl,O,N…) et qu’il puisse interagir avec un atome B, lui aussi très électronégatif et porteur d’un doublet non liant.
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solide
V - Les 3 états physiques de la matière
Energie molaire de changement d’état en J.mol-1
Changements d’état physique
L’énergie molaire de changement d’état est l’énergie fournie ou cédée par mole de corps pur pour changer d’état.
On l’exprime en joules par mole (J.mol-1)
Cohésion de la matière à l’état
solide
Cycle de l’eau dans la nature
