chapitre ix : solides ioniques et moleculaires

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CHAPITRE IX : SOLIDES IONIQUES ET MOLECULAIRES
DISSOLUTIONS
I) COHESION DES SOLIDES IONIQUES
I-1) Qu’est-ce qu’un solide ionique ?
Un solide ionique est un édifice chimique électriquement …………………………….constitué par un assemblage
compact et ordonné d’…………………………….et de …………………………….. La cohésion du cristal est assurée par
des forces attractives, de nature ……………………………. , entre les ions de signes contraires.
N.B. Dans un solide ionique, l’arrangement particulier des anions et cations, implique que les forces attractives
entre ions de signes contraires « l’emportent » sur les forces répulsives entre ions de même signe.
Exemple 1 : structure du cristal (solide ionique) de chlorure de sodium (sel de table)
Les ion chlorure Cl- (resp. sodium Na+ ) sont situés aux centres des faces et aux sommets du cube. Les ions Na+
( resp. Cl- ) se placent au milieu des arêtes et au centre du cube.
ion chlorure Cl
ion sodium Na
_
+
N.B.
Dans la réalité les ions Na+ et Cl- sont en contact les uns avec les autres. La représentation compacte
(voir doc. 6 page 155) serait plus correcte mais, peut-être, moins lisible.

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Exemple 2 : structure du cristal (solide ionique) de fluorure de calcium
Les ions fluorure F- (les plus gros) sont au sommet d’un cube, les ions calcium Ca2+ occupent un centre de ces
cubes sur deux.
ion fluorure F
ion calcium Ca
-
2+
I-2) Formule statistique d’un solide ionique
Dans l’écriture de la formule, dite statistique, d’un solide ionique les charges électriques ne figurent pas. On
choisit, les plus petits indices traduisant l’électroneutralité du cristal.
Exercice : Compléter le tableau ci-dessous en ajoutant soit la formule du solide ionique comportant ces ions,
soit les formules de l’anion et du cation qui le composent.
Cation
Anion
Na+
Al3+
NaCl
O2-
CaO
SO42-
II) MOLECULES POLAIRES ET APOLAIRES
Afin de pouvoir expliquer, au niveau microscopique, le phénomène de dissolution d’un composé ionique dans
l’eau nous devons aborder au préalable la notion de polarité d’une molécule.
II-1) Electronégativité des atomes
Soit deux atomes A et B (A≠B) liés par un doublet d’électrons (doublet liant)
A—B
Les deux atomes étant différents ils n’ont pas la même aptitude à attirer les électrons du doublet liant.
On rend compte de cette aptitude par un paramètre appelé électronégativité.
Plus un atome donné aura tendance à attirer les électrons de la liaison dans laquelle il est engagé plus son
électronégativité sera grande.

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Echelle des électronégativités selon Pauling
Extrait de la classification périodique
Du fait de la différence d’électronégativité entre les atomes A et B, il apparait des charges positives (partielles)
et des charges négatives (partielles) délocalisées. On dit que la liaison A –B est polarisée.
- Si B plus électronégatif que A :
II-2) Prévision de la polarité d’une molécule
Une molécule est dite polaire si elle possède un pôle négatif et un pôle positif. Elle est apolaire dans le cas
contraire.
Si le « centre géométrique » G+ des charges partielles positives
+ et le « centre géométrique » G- des charges
partielles négatives
- ne coïncident pas, la molécule est polaire. S’ils sont confondus, la molécule est
apolaire.
Exemples :
Molécule de chlorure d’hydrogène (HCl)
Molécule d’eau (H2O)
Molécule de dioxyde de carbone (CO2)
1
2
13
14
15
16
17
18
H
2,1
He
0
Li
1,0
Be
1,5
B
2,0
C
2,5
N
3,0
O
3,5
F
4,0
Ne
0
Na
0,9
Mg
1,2
Al
1,5
Si
1,8
P
2,1
S
2,5
Cl
3,0
Ar
0
Electronégativité croissante

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III) DISSOLUTION D’UN SOLIDE IONIQUE DANS UN SOLVANT POLAIRE : L’EAU
III-1) Mécanisme
1ère étape : la dissociation du cristal
Les molécules d’eau sont polarisées (voir § II-2). L’attraction électrostatique des molécules d’eau affaiblit les
interactions entre les ions du cristal ionique. Celui-ci se désagrège.
: anion
: cation
- +
+ -
-
-
-
+
+
+
+
-
Molécules d'eau
+
-
2ème étape : la solvatation
Les ions s’entourent de molécules d’eau (solvatation par l’eau)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
--
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
: cation
: anion
+ + --
molécules d'eau

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3ème étape : la dispersion
Les ions hydratés se dispersent dans la solution, la solution s’homogénéise.
III-2) Equation de la réaction de dissolution d’un solide ionique dans l’eau
Le phénomène de dissolution dans l’eau d’un solide ionique de formule AnBm(s) constitué de cations Ax+ et
d’anions By- est une transformation chimique. L’équation de la réaction correspondante s’écrit :
AnBm(s)  n Ax+ (aq) + m By- (aq)
Lorsque le solvant est l’eau l’ion est hydrate (entouré de molécules d’eau), on écrit alors “(aq)” à côté de sa
formule.
N.B. Le solide ionique et la solution ionique sont électriquement neutres donc n.x - m.y = 0
Exemple : réaction de dissolution du thiosulfate de sodium dans l’eau
Na2S2O3 (s)  2 Na+ (aq) + S2O32- (aq)
Exercice:
Exercice 11 page 180
eau
eau