I. Comment expliquer la cohésion d un solide ionique? 1. Magique ou physique?

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Monique Breton
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1 Chap. VIII

2 1. Magique ou physique?

3 2. Interaction électrostatique

4 2. Interaction électrostatique Deux corps A et B de charges respectives q A et q B, dont les centres sont distants de d AB, exercent l un sur l autre des actions modélisées par deux forces F A/B et F B/A de même direction, de même valeur et de sens opposés. Lorsque ces corps sont ponctuels, les forces électrostatiques obéissent à la loi de Coulomb : F A/B = F B/A = k x q A X q B d AB ² avec : F A/B et F B/A en N q A et q B en C d AB en m la constante de Coulomb : k = 9, N.m².C -2

5 2. Interaction électrostatique Application : Préciser le comportement de ces deux corps lorsque leurs charges sont de signes opposés puis lorsque leurs charges sont de même signe. Représenter ensuite ces forces.

6 2. Interaction électrostatique Application : Préciser le comportement de ces deux corps lorsque leurs charges sont de signes opposés puis lorsque leurs charges sont de même signe. Représenter ensuite ces forces. Ils s attirent lorsque les charges sont de signes opposés et se repoussent lorsqu elles sont de même signe. A x x B A x x B q A q B q A q B Charges de signes opposés Charges de même signe

7 2. Interaction électrostatique A x x B A x x B q A q B q A q B Charges de signes opposés Charges de même signe

8 3. Cohésion des solides ioniques

9 3. Cohésion des solides ioniques Un solide ionique est constitué de cations et d anions régulièrement disposés dans l espace. Il est électriquement neutre. Exemple : le fluorure de magnésium MgF 2 est un solide ionique constitué de cations magnésium Mg 2+ et d anions fluorure F -. Il y a deux fois plus d anions afin de respecter la neutralité électrique du solide.

10 3. Cohésion des solides ioniques Dans un solide ionique, chaque ion s entoure d ions de charge de signe opposé (exemple sur document avec NaCl). L interaction électrostatique attractive entre ces ions assure la cohésion du solide ionique. Structure du chlorure de sodium NaCl solide

11 II. Comment expliquer la cohésion d un solide moléculaire? 1. Electronégativité L électronégativité est une grandeur relative qui traduit la capacité d un atome A à attirer vers lui les électrons du doublet qui le lie à un atome B. Elle se note χ ( chi ). Si deux atomes ont des électronégativités différentes, la liaison covalente entre eux se polarise et des charges partielles apparaissent (charge < e). Application : indiquer comment se polarise une liaison H-Cl.

12 II. Comment expliquer la cohésion d un solide moléculaire? 2. Interactions de Van der Waals Les interactions de Van der Waals sont des interactions électrostatiques attractives qui existent entre les molécules. Exemples : - les charges partielles présentes dans les molécules de chlorure d hydrogène HCl permettent l établissement d interactions de Van der Waals entre ces molécules. - pour des molécules dont les liaisons ne sont pas polarisées, le mouvement aléatoire des électrons induit l apparition de charges partielles instantanées. Des interactions de Van der Waals peuvent alors s établir.

13 II. Comment expliquer la cohésion d un solide moléculaire? 3. Liaisons hydrogène Les liaisons hydrogène sont des interactions électrostatiques attractives établies entre un atome d hydrogène lié à un atome A très électronégatif (F, O, N, Cl) et le doublet non liant d un atome B très électronégatif et porteur d un doublet d électrons non liant. Application : représenter les liaisons hydrogène entre des molécules d eau.

14 II. Comment expliquer la cohésion d un solide moléculaire? 4. Cohésion des solides moléculaires Un solide moléculaire est constitué de molécules, électriquement neutres, régulièrement disposées dans l espace. Exemple : La glace H 2 O (s) est un solide moléculaire. Elle est constituée de molécules. La cohésion d un solide moléculaire est due aux interactions de Van der Waals toujours présentes et aux liaisons hydrogène s il y en a.

15 III. Transfert thermique 1. AE11 Changement d état

16 III. Transfert thermique 2. Etats et cohésion de la matière Une espèce chimique peut se trouver à l état solide, liquide ou gazeux en fonction des conditions de température et de pression. Des interactions attractives assurent la cohésion de la matière à l état liquide et solide.

17 III. Transfert thermique 3. Transferts thermiques L énergie thermique reçue par une espèce chimique permet : - Soit une augmentation de la température de l espèce - Soit le changement d état de l espèce à température constante, pour une pression constante A l échelle microscopique, une augmentation de l énergie thermique apportée implique une augmentation de l agitation des molécules. Si elle est suffisante, les interactions assurant la cohésion de la matière sont «cassées» et il y a changement d état.

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