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I. Interaction entre des molécules non-polaires
Les forces de London sont une contribution des forces de Van der Waals.
Les forces de London existent du fait que les électrons sont en mouvement continu autour du noyau. En raison du mouvement incessant des électrons dans une molécule, celle-ci présente à chaque instant un moment dipolaire instantané. Chaque dipôle instantané est en interaction avec les dipôles instantanés des molécules voisines et polarise instantanément les molécules voisines. Les valeurs des forces de London sont petites mais croissent avec l’augmentation des masses moléculaires.
II. Interaction entre des molécules non-polaires avec des molécules polaires
C’est un type de force de Van der Waals appelée force dipôle induit- dipôle interaction qui provient de l’interaction entre des molécules polaires avec des molécules non-polaires. Les molécules polaires peuvent induire la formation de pôles instantanés chez les non-polaires.
Devant ces faits, on doit admettre qu’il existe l’interaction entre les molécules, la force de London est encore persistée dans cette force.
III. Interaction entre des molécules polaires
C’est encore un type de force de Van der Waals appelée force interaction dipôle–dipôle ou l’attraction de l’extrémité positive d’une molécule polaire par l’extrémité négative d’une autre, la force de London est encore persistée dans cette force.
IV. Liaison hydrogène
- Possède l’atome « hydrogène » comme constituant.
- Une liaison hydrogène s'établit entre un atome d'hydrogène, lié par liaison covalente à un atome très électronégatif : F, O, N…
possédant des doublets non-liants.
Exemple : Des molécules possédant des liaisons « hydrogène » entre elles sont : HF, H2O, NH3, CH3OH, HCOOH, CH3COOH…
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V. Liaison covalente avec des structures cristallines en mailles
La plupart des non-métaux sont des molécules simples, de température de fusion et d’ébullition basses, mais certains non-métaux ont des points de fusion et d’ébullition élevés. Certains conduisent de l’électricité, ces composés ont des structures cristallines en mailles, les atomes sont liés par des liaisons covalentes continues ressemblent à des mailles de trois dimensions ou de deux dimensions. Ces composés n’ont pas de formule moléculaire, on peut écrire que des formules simples, tels que : le carbone sous forme de diamant et de graphite, le silicium (Si), le dioxyde de silicium (SiO2), le carbure de silicium (SiC)... Le diamant
Un atome de carbone possède 4 électrons sur la couche externe, il peut former des liaisons covalentes avec 4 autres atomes de carbone. Chaque atome de carbone est lié par covalence à quatre autres atomes de carbone, formant ainsi la structure cristalline
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tétraédrique et reliés sous forme de trois dimensions en mailles. En raison que les atomes de carbone sont très bien attachés, ne pourraient pas se déplacer, le diamant a la plus grande dureté.
Comme chaque atome utilise des électrons de la couche externe pour former tous les liens, il n’y a pas d’électrons libres : le diamant ne conduit pas d’électricité.
Le graphite
Pour le graphite, chaque atome est lié à trois autres atomes, formant un réseau plan d’hexagones. Les plans ainsi constitués sont reliés entre eux par des liaisons beaucoup plus faibles qui donnent au matériau sa structure en feuillets. Les liaisons carbone-carbone dans le graphite revêtent un caractère partiel de liaison double. Ceci est dû à la délocalisation du quatrième électron de valence de chaque carbone sur les trois liaisons simples, créant un nuage d’électrons.
Ce nuage d’électrons, polarisable, est à l’origine des forces de Van der Waals entre les feuillets ainsi que de la conductivité du graphite dans le plan parallèle aux feuillets.
VI. Propriétés des molécules covalentes
1) Température de fusion et d’ébullition basses.2) Ne conduisent pas d’électricité même dans les états solides, liquides ou gazeux.
3) Les molécules polaires sont solubles dans les molécules polaires tandis que les molécules non-polaires sont solubles dans les molécules non-polaires.
4) Lorsque les molécules polaires se trouvent dans les champs électriques, elles se réarrangent de nouveau uniformément, le pôle positif de chaque molécule se dirige vers la borne négative du champ électrique et le pôle négatif vers la borne positive du champ électrique formé par l’interaction des charges électriques.
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1. De la figure
On donne l’énergie de liaison N–H = 390 kJ/mol, l’énergie de liaison hydrogène = 40 kJ/mol. Quelle est la valeur d’énergie nécessite pour briser toutes les liaisons de NH3 d’après la figure en atomes N et atomes H ?
2. On donne les couples des composés suivants : K3PO4 avec NaHCO3 et Mg(HCO3)2, NaNO3 avec LiCℓ, (NH4)2CO3 avec BaCℓ2. Lorsqu’ils sont mélangés, quels couples pourraient observer les transformations et pourquoi ?
Indication : Utiliser ces indications pour répondre aux questions 3, 4 et 5.
Les éléments A, B, C et D sont dans les mêmes périodes mais des groupes IVA, VA, VIA et VIIA respectivement.
3. Lorsque ces éléments se mélangent avec l’hydrogène, quel est l’ordre de classer les forces de polarité ?
4. Quelles sont les formules des molécules entre les éléments A, B et C ? Quelles sont leurs structures ? Quelles sont les formes de polarité et les températures de chacune de ces molécules ?
5. Quels sont la formule moléculaire, la structure des molécules, le nombre de paires d’électrons liants et le nombre de paires d’électrons non-liants des composés formés à partir des éléments A, B et C avec D ?
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