Cours - fabrice CAPBERT Sciences Physiques Lycée Joliot Curie

Chapitre n°9 « Cohésion des solide et dissolution » Page 1
Les compétences à acquérir…
QCM et vidéos
Interpréter la cohésion des solides ioniques et moléculaires.
Prévoir si un solvant est polaire.
Écrire l’équation de la réaction associée à la dissolution dans l’eau d’un solide ionique.
Savoir qu’une solution est électriquement neutre.
Élaborer et réaliser un protocole de préparation d’une solution ionique de concentration donnée en
ions.
Mettre en œuvre un protocole pour extraire une espèce chimique d’un solvant.
I. Qu’est-ce qu’une molécule polaire ?
Expérience du filet d'eau dévié
1. Electronégativité des atomes :
L’électronégativité d’un élément chimique est …………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Elle est représentée par la lettre χ khi.
Remarques :
- Dans la classification périodique des éléments, les éléments les plus électronégatifs se trouvent en
haut et à droite (sauf les gaz rares) et les moins électronégatifs (soit les plus électropositifs) à
gauche.
- C'est le fluor … qui a l'électronégativité la plus élevée. Χ(…) = 3,95 (sans unité)
Lycée Joliot Curie à 7
PHYSIQUE - Chapitre IX
Classe de 1ère S
Chapitre n°9 « Cohésion des solides et dissolution »

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2. liaison polarisée :
Lorsqu’il s’établit une liaison covalente entre deux atomes d’électronégativité assez
différente, on dit que la liaison est polarisée :
 l’atome le plus électronégatif porte une charge électrique partielle négative notée : …
 l’autre atome porte une charge électrique partielle positive notée : …
On distingue ainsi trois type de liaisons chimiques selon la position des électrons dans la
liaison :
 si les atomes liés ont des électronégativités assez différentes, la liaison
est dite ………………………………………
 si les atomes liés sont identiques ou ont des électronégativités peu
différentes ( < 0,5), la liaison est dite ………………………………………
Remarque : L’atome de carbone et d’hydrogène ont des électronégativités proches. La liaison C-H n’est pas
polarisée.
3. Molécule polaire :
On dit qu’une molécule est polaire lorsque le centre géométrique des charges partielles négatives est
différent du centre géométrique des charges électriques partielles positives.
Si le centre géométrique des charges partielles négatives se confond avec le centre géométrique des charges
électriques partielles positives alors la molécule est ……………………
Lorsqu'une molécule contient une ou plusieurs liaisons polarisées, la molécule peut-être polaire : cela signifie
que la charge globale de la molécule est nulle mais que la répartition des charges positives et négatives à
l'intérieur de la molécule n'est pas homogène : tout se passe comme si une partie de la molécule possédait une
charge positive partielle et l'autre partie, une charge négative partielle. Cela dépend de sa ………………………………
Exemples : Dessinez les trois molécules suivantes dans la représentation de Cram : l’eau, le dioxyde de
carbone et l’ammoniac NH3. Sont-elles polaires ou apolaire ?
II. Nature des interactions dans les solides :
1. Solides ioniques :
Un solide ionique ou cristal ionique est un assemblage de cations et d'anions : il
possède une structure cristalline c'est à dire que les ions sont disposés dans
l'espace de façon ordonnée. Il est électriquement neutre.
La cohésion de ce type de solide est assurée par des forces
.................................................................. (force de Coulomb).
Les températures des changements d'état (fusion, ébullition) sont directement
liées aux valeurs des forces entre les entités constituant la matière. Ainsi, plus
ces températures sont élevées, plus les forces sont importantes.
Composé
NaCl
NaBr
NaI
CaCl2
MgO
fusion (en °C)
801
755
651
772
2800
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

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2. Solides moléculaires :
Un solide moléculaire est un empilement régulier de molécules dans l’espace.
La cohésion des solides moléculaires est assurée par trois types d’interactions intermoléculaires :
 les interactions de Van der Waals ;
 les liaisons hydrogène.
 les liaisons dues aux forces électriques
L’énergie mise en jeu dans ces interactions est très inférieure à celle rencontrée dans les cristaux ioniques :
la cohésion des cristaux moléculaires est beaucoup moins forte que celle des cristaux ioniques.
On retiendra l’idée que plus les molécules sont liées entre elles et plus il faudra fournir de l’énergie pour les
dissociées.
Exemple :
Il suffit de comparer les températures de fusion de solides ioniques et de solides moléculaires pour
mettre en évidence cette différence. Par exemple, à pression atmosphérique, Tfusion(eau) = 0 °C alors
que Tfusion(NaCl) = 801 °C.
 les interactions de Van der Waals :
Il s'agit d'interactions électrostatiques de faible intensité et de courte portée entre nuages électroniques.
Elles sont d'autant plus importantes que les molécules sont polaires ou volumineuses et proches.
 les liaisons hydrogène :
La liaison hydrogène est la plus forte des liaisons intermoléculaires.
C’est un cas particulier des interactions de Van der Waals.
Elle se manifeste uniquement entre une molécule qui comporte un atome
d’hydrogène lié à un atome A très électronégatif (N, O, Cl ou F) et un
autre atome, B, également très électronégatif et possédant un doublet
non liant (N, O, Cl ou F).
Exemple :
Entre molécules d’eau
Entre molécules d’ammoniac
Entre eau et éthanol (CH3CH2OH)
3. Solvant :
Ces deux types d'interactions interviennent lors de la mise en solution de solides moléculaires. Des
interactions se créent entre les molécules de solvant et les molécules de soluté, ce qui permet la dissolution.
Sans ces interactions, la dissolution est impossible.
Ainsi, les molécules polaires sont très solubles dans les solvants polaires et les molécules apolaires sont très
solubles dans les solvants apolaires.
La molécule de diiode, apolaire se dissout mieux dans le cyclohexane, solvant apolaire que dans l'eau.

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III Dissolution d'espèces chimiques.
1- Mécanisme de la dissolution.
La mise en solution d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz s'appelle une ………………………….
Grâce à la force électrique, les molécules d'eau (qui sont polaires) attirent les ions
qui forment les solides ioniques.
Les ions sont alors dissociés (…………………………), s'entourent de molécules d'eau
(…………………………) et sont dispersés dans la solution (…………………………).
Schémas de la solvatation :
En solution les ions sont …………………….., c'est-à-dire qu’ils sont entourés par des
molécules d’eau (schéma ci-contre).
Ceci est dû à ………………………………………………………
2-Equation de la dissolution
L’équation de dissolution d’un solide ionique est l’écriture formelle de la dissolution.
L’équation de dissolution respecte : - la conservation …………………………….,
- ………………………….. de la solution.
La notation (aq) pour les ions traduit le fait qu’ils sont solvatés (aq = aqueux).
Exemples :
Equation de dissolution du chlorure de sodium :
Equation de dissolution du chlorure de calcium :
Equation de dissolution du sulfate de cuivre :
3- Exemple :
Déterminer les concentrations apportées puis effectives des trois espèces chimiques lorsque on dissout une
masse mCacl2= 0,40 mol du solide ionique chlorure de calcium CaCl2(s) dans l'eau afin d'obtenir un volume
Vsol=0,50 L de solution.
Équation
de dissolution
Etat Initial (mol)
x = …
E.t (mol)
x
Etat Final (mol)
x =……

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4- Dilution de la solution mère :
Souvent, après une dissolution, il est souvent nécessaire de diluer la solution appelée solution mère
On obtient ainsi une ou plusieurs solutions filles.
On souhaite fabriquer une solution fille de concentration Cf=1,5.10-3 mol/L et de volume Vf=100 mL à partir de
la solution mère de concentration C0=1,0.10-2 mol/L.
Calculer le volume Vp que l’on doit prélever ?
On souhaite fabriquer une solution fille de volume Vf=100 mL à partir de la solution précédente 4 fois moins
concentrée.
Calculer le volume Vp que l’on doit prélever ?