CHAPITRE 11 : COHESION DES SOLIDES IONIQUES ET MOLECULAIRES

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1 CHAPITRE 11 : COHESION DES SOLIDES IONIQUES ET MOLECULAIRES

2 compétences: Interpréter la cohésion des solides ioniques et moléculaires Réaliser des expériences d'électrisation Recueillir et exploiter des informations sur les applications de la structure de certaines molécules Alcanes/ alcools, miscibilité, distillation

3 I ) DIFFÉRENTS ETATS DE LA MATIERE: Gaz Liquide solide

4 II.COMMENT INTERPRÉTER LA COHÉSION DES SOLIDES IONIQUES? 1. Electrisation par contact par frottement Les électrons se déplacent dans un solide, les électrons sont transférés d'un corps à l'autre. Deux corps portant des charges de même signe se repoussent alors que des corps portant des charges de signe contraire s'attirent. voir TP électrisation.

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6 2. CRISTAL IONIQUE Un solide ionique est un empilement régulier d'anions et de cations dans l'espace. Dans un cristal ionique chaque ion s entoure d ions de signes opposés. L interaction électrostatique existant entre ces ions de charges contraires assure la cohésion du solide ionique. la liaison ionique assure la cohésion d un solide ionique Exemple de solide ionique : le sel de cuisine NaCl (chlorure de sodium), constitué d ions Na + et Cl - Un solide ionique est neutre Les solides ioniques ne conduisent pas l électricité car les ions ne sont pas mobiles.

7 Exemple : Na 2 SO 4 est constitué de 2 ions sodium Na+ pour 1 ion sulfate SO 4 2- Ce solide ionique se nomme : sulfate de sodium

8 QUELQUES STRUCTURES CRISTALLINES De nombreux solides ioniques et métalliques cristallisent dans ces trois systèmes : 8

9 QUELQUES MINÉRAUX CRISTALLISÉS IONIQUES Cristaux de fluorine CaF 2 Remarquer la correspondance macroscopique-microscopique modèle de la structure cubique par diffraction des rayons X 9

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12 3.LOI DE COULOMB

13 III. NOTION D'ÉLECTRONÉGATIVITÉ Activité Définition: (à dicter) Les électrons engagés dans une liaison covalente peuvent ne pas être partagés de manière identique entre les 2 atomes engagés dans la liaison : un des atomes est «radin» ou «Picsou» et a tendance à «garder» pour lui les électrons. On dit que la liaison est polarisée.

14 Si la différence d'électronégativité est importante, la liaison devient polarisée. Il se forme un dipôle électrique constitué de 2 charges ponctuelles de charges opposées +q et - q séparées d'une distance d.

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16 IV. CARACTÈRE POLAIRE D UNE MOLÉCULE Vidéo : Pl_g filet d'eau

17 V. Comment interpréter la cohésion des solides moléculaires? Un solide moléculaire est un empilement régulier de molécules dans l'espace. ex: la molécule d'eau à l'état solide (flocon de neige).

18 LIAISON COVALENTE DANS LES SOLIDES La température de fusion des composés covalents est très élevée : le diamant fond à 3500 K et le graphite se sublime à 3700 K. Graphite : structure en plans liés par forces de Van der Waals. Quartz Si O Diamant : structure tétraédrique liée par covalence forte. Structure de la cristobalite SiO 2 partiellement ionique

19 1.LIAISONS DE VAN DER WAALS Voir activité Comment expliquer que le sucre soit solide? Comment expliquer que les molécules de sucre s accrochent entre elles?

20 Dicter la conclusion Exemple: La molécule ICl est polarisée et la charge partielle négative est portée par l atome de chlore. Les interactions électrostatiques entre ces dipôles instantanés assurent la cohésion du solide moléculaire.

21 2.LA LIAISON HYDROGÈNE Activité C est un cas particulier. + forte intensité que Van Der Waals «classique» Elle se forme entre un atome d hydrogène lié à un atome très électronégatif (O, N, F) et un atome très électronégatif (O, N, F) et porteur d'un doublet non liant.

22 Toute molécule qui possède des groupes O-H présente des liaisons hydrogène qui vont participer, en plus des liaisons de Van der Waals, à la cohésion du solide moléculaire.

23 VI) Applications alcanes/alcools 1) Evolution des températures de changement d état en fonction de la longueur de la chaîne carbonée: Les températures de fusion et d ébullition des alcanes augmentent avec la longueur de leur chaîne carbonée.

24 2) EVOLUTION DES TEMPÉRATURES DE CHANGEMENT D ÉTAT EN FONCTION DU NOMBRE DE RAMIFICATIONS : Pour des alcanes isomères, linéaires ou ramifiés, on constate que la température d ébullition est d autant plus basse que l alcane est ramifié.

25 3) LA DISTILLATION FRACTIONNEE powerpoint distillation

26 Un montage de distillation fractionné permet de réaliser la séparation des espèces d un liquide homogène en fonction des températures d ébullition des espèces présentes. Ex 12 p 208

27 4) TEMPÉRATURES DE CHANGEMENT D ÉTAT : Les températures d ébullition des alcools augmentent avec la longueur de leur chaîne carbonée. Les températures d ébullition des alcools sont supérieures à celles des alcanes de mêmes chaînes carbonées. Les alcools sont moins volatils que les alcanes.

28 5) MISCIBILITÉ AVEC L EAU : Toute molécule d alcool R OH comporte deux groupes : Un groupe hydroxyle OH : ce groupe est hydrophile (aime l eau) car il peut établir des liaisons hydrogène avec les molécules d eau. Un groupe alkyle R : ce groupe est hydrophobe comme les alcanes sont hydrophobes La miscibilité des alcools avec l eau diminue lorsque la longueur de la chaîne carbonée croît. Ex10,11, 26 p

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