Electrostatique7a12

ε0: permittivité du vide = 8,854 x 10-12 C2N-1 m-2 ou F/m
Interaction ionique
+-
r
m
F
mNC 2
2
V=q1×q2
4 pe
0r
Loi de Coulomb:
Entre 2 charges quelconques
q:charge électrique
+ pour charge positive, - pour charge négative
L’énergie d’interaction, V, peut être attractive ou répulsive
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Dans un milieu où la constante diélectrique (permittivité relative) est:
V= - qNa+qCl-
4 pe
0
e
rr=qNa+qCl-
4 pe r
Plus la permittivité du milieu est grande, plus faibles seront
les interactions
e
r=
ee
0
La permittivité d’un milieu ε autre que le vide est généralement normalisée par celle du vide, ε0:
La permittivité est définie par : ε = D/E
D : déplacement électrique (aussi appelé induction électrique ou excitation électrique) en
coulombs par mètre carré
E: intensité du champ électrique (en volts par mètre).
permittivité relative ou constante diélectrique
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Materiaux Permittivité relative εR
Vide 1 (par définition)
Air 1.0005
Papier 2
Polyester 3,3
Teflon 2,1
PVC 5
Verre 5
Bakélite 6
Chlorure de sodium 6.12
Eau 79-80
À température ambiante
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n
0
ClNa r
b
r4 qq
V 
1n
e
2
0
ClNa r
nb
r4
qq
0
dr
dV
1n
e
0
ClNa r
n4 qq
b
  n
1
1
r4 qq nr4qq r4 qq
Ve0
ClNa
e0
ClNa
e0
ClNa
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15 20
Distance centre-à-centre (U.A.)
Énergie d’interaction (U.A.)
Dans le cas d’attraction électrostatique entre
deux molécules chargées de signe opposé, la
loi de Coulombs indique que l’attraction
augmente même lorsque les molécules sont
en contact, ce qui n’est pas réel. Il existe une
répulsion due à l’incapacité des molécules à
s’interpénétrer:
r=5 r>5
V
0V
n
r
1
plus réaliste:
10 <n<14
En général:
10
Répulsion de « cœur dur »
La distance d’équilibre est
celle correspondant au
minimum d’énergie totale

Exemple
Quelle est l’énergie potentielle associée à la paire d’ions NaCl séparés par
leur distance d’équilibre re?
longueur de liaison entre Na et Cl de NaCl à l’état gazeux de
2,36 Å, 1,602 x 10-19 C pour la charge unitaire et n=10 pour le
terme de répulsion, on peut écrire pour 1 mole de paires d’ions
Na+ et Cl-:
=-5,30´105N×m×mol-1
1
530   molkJ
J1mN1 
V0= - 1,602×10-19 C
( )
26,022×1023 mol-1
( )
1-0,1
( )
4 p 8,854×10-12 C2N-1m-2
( )
2,36×10-10
( )
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