ACTIVITE 2 DU CHAPITRE 3 :

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1 1 CBSV THEME :SYSTEME VIVANT ORGANISATION DE LA MATIERE Sous-thème : Les molécules des organismes vivants présentent des structures et des propriétés spécifiques ACTIVITE 2 DU CHAPITRE 3 : Electronégativité, polarité d une molécule (EAU), Les interactions intermoléculaires Objectifs : -découvrir la notion de liaison polarisée, électronégativité d un atome, polarité d une molécule Exploiter des ressources documentaires pour : - justifier à l'aide d'une échelle d'électronégativité le caractère polaire d'une liaison et de la molécule d eau ; - différencier les interactions intermoléculaires : interactions électrostatiques, interactions hydrogène ; Document 1: Polarisation d une liaison Quand deux atomes identiques non métalliques établissent une liaison chimique, les électrons sont échangés de manière équitable entre les deux atomes. C est une liaison covalente. Par exemple, cela concerne les liaisons C C dans le graphite, ou H H pour le dihydrogène. Quand les atomes sont différents, le partage peut être moins équitable. On définit l électronégativité comme «l avidité» d un atome en électrons intervenants dans une liaison chimique. Si deux atomes d électronégativités voisines établissent une liaison chimique, les électrons resteront bien répartis entre les deux atomes c est une liaison covalente apolaire Par contre, une liaison formée avec deux atomes ayant une forte différence d électronégativité ne sera pas équitable. Dans la liaison covalente polaire, les électrons sont proches de l atome le plus électronégatif. Dans ce cas, l atome le plus électronégatif porte alors une charge, dite partielle, négative notée -. Inversement, l autre atome de la liaison porte évidemment une charge partielle +. Exemple : A est plus électronégatif que B, on représente la liaison polaire entre eux ainsi : - + A B Document 2 : Echelle d électronégativité de Pauling Dans son ouvrage The Nature of the Chemical Bond en 1939, l Américain Linus Carl Pauling a développé la notion d électronégativité, grandeur sans dimension, qui traduit la tendance d un atome à attirer à lui les électrons de la liaison dans laquelle il est engagé. L échelle de Pauling, ci-dessous, reste la plus couramment utilisée actuellement.

2 Document 3: difference d électrogativité entre 2 atomes d une liaison et type de liaison Questions : 1) Donner les règles d évolution de l électronégativité dans la classification périodique. Quel est l élément le plus électronégatif et celui le moins électronégatif? 2) Pourquoi ne voit-on pas apparaître les valeurs d électronégativité des premiers éléments de la famille des gaz nobles? 3) Prévoir la polarisation des liaisons suivantes, et faire apparaître les charges partielles δ + et δ - si nécessaires en calculant la différence d électronégativité a) C - O b) C N c) O H d) N H e) C H 4) Soient les 2 composés suivants: H 2 et HCl. Représenter ces composés en faisant apparaître la liaison entre les deux atomes et les deux électrons. Préciser le type de liaison. Document 4 polarité d une molécule Il est essentiel de connaître la géométrie de la molécule pour savoir si celle-ci sera polaire ou non Quand les polarités des liaisons au sein d une molécule se compensent la molécule est dite apolaire Dans ce cas, le centre géométrique des charges + est confondu avec celui des charges - Molécule apolaire Quand les polarités des liaisons au sein d une molécule se compensent la molécule est dite apolaire Dans ce cas, le centre géométrique des charges + est confondu avec celui des charges Molécule polaire Quand les polarités des liaisons au sein de la molécule ne se compensent pas la molécule est dite polaire Dans ce cas, le centre géométrique des charges + n est pas confondu avec celui des charges ACTIVITE 2:Electronégativité, polarité d une molécule (EAU) DU CHAPITRE PAGE 2

3 Questions : Indiquez les charges partielles portées par chaque atome, puis représenter leur centre géométrique et déterminer si elles sont polaires ou apolaires H 2O NH 3 CO 2 OF PH 3 CCl 4 CS 2 C 2H 5OH Application : On approche une règle en matière plastique frotté sur de la laine à proximité d un filet d eau Observation : Document 4: cas ou les électronégativités des atomes sont très différentes >1,7: liaison ionique Lorsque les atomes ont des électronégativités vraiment trop différentes alors ils n arrivent plus à partager le doublet d électrons de la liaison. L atome le plus électronégatif se l approprie complètement. On ne parle plus de liaison covalente, mais de liaison ionique Ainsi, les deux atomes se transforment en ions. La liaison est dite «ionique». C est par exemple le cas du chlorure de sodium NaCl. L élément Cl est bien plus électronégatif que l atome Na. Il s approprie le doublet mis qui aurait dû être mis en commun : Cl se transforme en ion Cl - et Na en ion Na + Quelle est le type d interaction qui assure la cohésion d un solide ionique? Expérience on introduit du sel dans l eau et on agite avec une baquette de verre, que se passe-t-il? Document 5 Les interactions intermoléculaires La cohésion des solides moléculaires est assurée par 2 types d'interactions intermoléculaires : ACTIVITE 2:Electronégativité, polarité d une molécule (EAU) DU CHAPITRE PAGE 3

4 - Les interactions de Van der Waals qui sont des interactions entre dipôles.ce sont des interactions de courtes distances et dont l intensité est faible. - Les liaisons hydrogène Ce sont des liaisons entre un atome d hydrogène et un atome très électronégatif comme F, O, N ou Cl et sont représentées par des traits en pointillés entre les atomes Les liaisons hydrogène confèrent aux substances des points d'ébullition anormalement hauts car, il faudra plus d'énergie (par le biais de la chaleur) pour séparer les molécules les unes des autres Ex : L éthanol et le méthoxyméthane qui sont des isomères CH 3CH 2OH (éthanol) et CH 3-O-CH 3 (méthoxyméthane) Exercices : 1) Associer à l éthanol et au méthoxyméthane leur température d ébullition -24 C et 78 C. Justifier la réponse 2) Dès l'antiquité, on combattait la fièvre avec l'acide salicylique extrait de l'écorce de saule. Cette espèce chimique peut aussi être le point de départ de la synthèse chimique d'un autre composé aux propriétés antalgiques : l'aspirine. a. La formule topologique de l'acide salicylique est représentée ci-dessous. a) Ce composé peut-il former des liaisons hydrogène? Si oui, par l'intermédiaire de quel(s) atome(s)? b. Réaliser sur le schéma une liaison hydrogène se formant à partir d une seule molécule lorsque cela est possible. Cette liaison hydrogène est qualifiée d'intramoléculaire c. La température de fusion de l'acide salicylique est de 159 C. La température de fusion de l'acide 3- hydroxybenzoïque, dont la formule est représentée ci-dessous, est de 203 C. a) Quel composé est susceptible de donner le plus de liaisons hydrogène intermoléculaires, c'est-à- dire avec d'autres molécules de la même espèce chimique.? Justifier. d. Pourquoi les températures de fusion de ces deux composés sont-elles différentes? ACTIVITE 2:Electronégativité, polarité d une molécule (EAU) DU CHAPITRE PAGE 4

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