Activité : Composés ioniques et moléculaires
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chapitre 11 : cohésion et dissolution (p174 à 195) activité i. propriétés électriques des molécules 1. Interaction entre un objet électrisé et un liquide : Expérience 1 : Faire couler un mince filet d’eau du robinet. Électriser la baguette de PVC Approcher l’éprouvette du filet d’eau. Réaliser la même expérience avec du cyclohexane 2. Interprétation : a) Les molécules mises en jeu : L’eau Donner la formule de Lewis de l’eau. (Z(O) = 8 ; Z(H) = 1) ……………………………………………………… Combien y-a-t-il de doublets non liants dans cette molécule ?....................................................................... Rappeler la géométrie de la molécule d’eau……………………………………………… Le cyclohexane On donne la formule développée du cyclohexane ci-contre : Donner sa formule topologique. b) L’électronégativité : L’électronégativité d’un élément chimique est sa capacité à attirer les électrons partagés de la liaison covalente avec un autre élément. Elle est désignée par la lettre grecque khi Le tableau ci-dessous montre les valeurs des électronégativités de certains éléments chimiques. Relever dans le tableau les électronégativités des éléments suivants : - l’hydrogène = - le carbone = - l’oxygène = - le chlore = c) Molécule polaire : Lorsqu’une liaison covalente s’établit entre deux atomes dont la différence d’électronégativité est grande, on dit que la liaison est ……………. La liaison H – H est-elle polarisée ? …………………………………………………………….. Quand une liaison chimique est polarisée, on dit que : - l’atome le plus électronégatif porte une charge électrique partielle négative notée : – - l’atome le moins électronégatif porte une charge électrique partielle positive notée : + Par exemple Justifier le signe des charges partielles : …………………………………………………………………………… Revenons à la molécule d’eau La liaison H – O est-elle polarisée ? ………………………………….. Si oui, l’annoter en respectant les règles de notation précédentes. Dans la molécule d’eau ci-contre, représenter les charges partielles des atomes On dit qu’une molécule est ………….. quand le centre géométrique G+ des charges partielles positives n’est pas confondu avec le centre géométrique des charges partielles G- négatives. La molécule d’eau est-elle polaire ? ……………………………………………….. La molécule de cyclohexane est-elle polaire ? …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Justifier les observations de l’expérience 1 : ………………………………………………...................................................... ....................................................................................................................... Bilan II. cohésion des composés ioniques 1) Cristal ionique : Le chlorure de sodium NaCl (sel de table) est un cristal ionique : c’est un assemblage d’ions sodium Na+ et d’ions chlorure Cl–. Le cristal ionique NaCl est constitué d’un empilement régulier de …….…. élémentaires au sein desquels chaque ……………….. est entouré d’ions porteurs d’une charge ….............. Les ions sont disposés de façon …………. dans le cristal. 2) Loi de Coulomb : En raison de l’interaction électrique deux corps porteurs de charge électrique - de mêmes signes se …………………… - de signes contraires s’………………….. 3) Interprétation de la stabilité du cristal : Expliquer alors la cohésion (c’est à dire l’immobilité) des ions dans le cristal ionique. ……………………………………….............................................................. .................................................................................................................... 4) Dissolution d’un solide ionique : le chlorure de sodium NaCl Visionner l’animation suivante : Quel atome de la molécule d’eau attire les cations sodium du cristal de sel ? ……………………………………………. Quel(s) atome(s) de la molécule d’eau attire les anions chlorure du cristal de sel ? …………………………………. Compléter alors le schéma ci-contre en faisant apparaitre les différentes charges électriques : Ecrire alors l’équation de cette dissolution : 5) Exemple On dissout une quantité de matière n de sulfate de sodium Na2SO4 dans un volume V de solution aqueuse. Ecrire l’équation chimique de cette dissolution : Comparer les concentrations des ions et du solide ionique. III. cohésion des composés moléculaires 1) Liaisons de Van der Waals : Le nuage électronique d’une molécule est l’ensemble de tous les électrons périphériques des atomes constituant cette molécule. La cohésion entre molécules provient d’interactions électrostatiques entre les nuages électroniques, appelées interactions de Van der Waals. Les interactions de Van der Waals assurent la cohésion des solides et des liquides moléculaires. Elles interviennent dans une moindre mesure dans les gaz, car les molécules qui les composent sont trop éloignées les unes des autres. Ces interactions sont beaucoup plus faibles que les interactions de nature électrostatique qui s’exercent entre les ions dans un solide ionique. Il n’y a pas de transfert d’électrons entre les molécules, cellesci restant électriquement neutres. 2) Liaisons hydrogène : Les liaisons hydrogène sont des liaisons intermoléculaires qui ne s’établissent qu’entre certaines molécules et qui implique toujours un atome d’hydrogène. Elles sont vingt fois moins solides que les liaisons covalentes, et elles sont dix fois plus solides que les liaisons de Van der Waals. a. Faire apparaître sur le schéma ci-contre les liaisons hydrogène b. Expliquer le terme « liaisons intermoléculaires »……………………………………………………………………………. c. Les liaisons covalentes peuvent-elles être qualifiées ainsi ? ………………………………………………………………………………. Molécules d’eau liées entre elles par des liaisons hydrogène. 3) Dissolution d’un composé moléculaire : le chlorure d’hydrogène HCl La vidéo suivante présente l’expérience dite du « jet d’eau » c'est-à-dire la dissolution du chlore d’hydrogène HCl dans l’eau H2O a. Rappeler le schéma de Lewis de la molécule d’eau. b. Montrer si cette molécule est polaire. c. Rappeler le schéma de Lewis de la molécule de chlorure d’hydrogène d. Montrer si cette molécule est polaire. e. Expliquer alors pourquoi la molécule de chlorure d’hydrogène est soluble dans l’eau ? f. Ecrire alors l’équation de dissolution dans l’eau, de ce composé moléculaire.
