COHESION DES SOLIDES Remarque :

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COHESION DES SOLIDES
1 Cohésion d’un solide ionique
1.1 Structure
Le cristal de chlorure de sodium est constitué d’un empilement régulier d’ions sodium Na
+
et d’ions
chlorure Cl
-
. Le motif de base est appelé maille élémentaire. Chaque cation Na
+
est entouré de six anions ;
chaque anion Cl
-
est entouré de six cations.
Un solide ionique ou cristal ionique est constitué d’un empilement régulier
………................….. (ions négatifs) et de ………………………... (ions positifs).
Remarque :
Dans un solide ionique, les ions occupent des positions biens déterminées les uns par rapport aux
autres.
Les solides ioniques ne conduisent pas les courants car les ions ne sont pas mobiles.
1.2 Nom et formule
Le solide ionique est électriquement ……………...: autant de charges ……….……..
(apportées par les cations) que de charges ………….…….. (apportées par les anions).
La formule du solide ionique rend compte de la ………………………………...
Remarque :
La formule du solide ionique commence toujours par celle du cation (par contre son nom commence
par celui de l’anion).
1.3 Cohésion
Dans un cristal ionique, la cohésion est assurée par ……………………………….……..
………………………… existant entre les différents ions.
2 Polarité d’une liaison
2.1 Electronégativité
L’étude de la classification périodique associée à la loi du duet et de l’octet (classe de 2
nde
) a montré
que certains atomes donnent plutôt des ions négatifs (halogènes, oxygène, soufre) en captant des
électrons ; d’autres, au contraire donnent plutôt des ions positifs (alcalins, alcalino-terreux, aluminium) en
libérant des électrons.
L’électronégativité peut être considérée, en simplifiant, comme étant la capacité d’un
atome à ……………….... les électrons.
Remarque :
En étudiant la classification on constate que, à l’exception des éléments de la dernière colonne, on
constate que les plus électronégatifs sont plutôt dans la partie droite du tableau.
L’électronégativité ……………….. de gauche à droite et ………………………..……..
dans la classification.
2.2 Liaison polarisée
Lorsqu’une liaison covalente relie un atome A et un atome B possédant des différences
d’électronégativité, alors la liaison A–B est ………………………...
Remarques :
La polarisation correspond à l’apparition d’un pôle + et d’un pôle –.
Les charges apparues ne sont pas "entières", ce sont des fractions de la charge élémentaire (δ+ et δ-)
Plus la différence d’électronégativité entre A et B est importante, plus la liaison est polarisée
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Si la différence d’électronégativité est nulle (ou faible), la liaison est ……….………...
(H–H ; Cl–Cl ; C–H)
Si la différence d’électronégativité est moyenne (ou forte), la liaison est ……………...
(H –O ; H–N ; H–Cl ; C–O)
Si la différence d’électronégativité est très forte l’atome le plus électronégatif accapare
le doublet d’électrons, c’est alors un anion, l’autre atome devient un cation, on parle de
………….…...
2.3 Polarité d’une molécule
Cas de la molécule d’eau et de la molécule de dioxyde de carbone : voir livre page 156 doc 10 a et b
Le caractère polaire d’une molécule polyatomique est lié à la polarisation de ses liaisons
et à sa géométrie.
3 Cohésion d’un solide moléculaire
La vapeur d’eau est constituée de molécules d’eau (H
2
O), l’eau liquide est constituée de ces mêmes
molécules, la glace également. Il existe donc des solides constitués de molécules.
3.1 Définition
Un solide moléculaire (ou cristal moléculaire) est constitué de molécules régulièrement
disposées dans l’espace.
Remarque :
Contrairement aux ions des solides ioniques, les molécules restent électriquement neutres, il n’y a donc
pas entre elles d’interactions électromagnétiques du type de celles existant dans les solides ioniques.
3.2 Interactions de Van der Waals
L’étude des températures de fusion de solides montre que les solides ioniques ont des températures de
fusion beaucoup plus élevées que les solides moléculaires (0°C pour l’eau, 801°C pour le NaCl).
La cohésion des solides moléculaires est assurée par des interactions entre molécules
appelées interactions de Van der Waals ………………………………….. que celles qui
assurent la cohésion des solides ioniques.
Remarque :
Les interactions de Van der Waals sont de type électrique et s’exercent entre des entités polaires ou
apolaires. Elles se manifestent à courte distance et ont des valeurs faibles (qui augmentent généralement
avec la taille des atomes). Elles sont plutôt dues à des phénomènes de polarisation par influence.
3.3 Liaison hydrogène
La température de fusion de l’eau est élevée par rapport à celles d’autres solides moléculaires.
En faisant l’étude d’autres solides moléculaires, on constate que la situation se reproduit lorsqu’un
atome d’hydrogène est lié à un atome très électronégatif (N, O, F).
Une liaison hydrogène se forme entre un atome d’hydrogène lié par une liaison covalent
à un atome A et un atome B pour peu que les atomes A et B soient très …………..
(comme F, O ou N). A––H - - - B …………..
Remarques :
Les atomes A et B peuvent être identiques ou différents.
L’interaction correspondant à la liaison hydrogène est plus intense que celles de Van der Waals
(environ 10 fois plus) (mais moins que celle intervenant dans les solides ioniques).