Interactions intermoléculaires / Les solvants moléculaires








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PARTIE II : ARCHITECTURE DE LA MATIÈRE
Molécules et solvants.
CHAPITRE 2 : Interactions intermoléculaires / Les solvants moléculaires.
Partie 1 : Interactions intermoléculaires.


Notions et contenus

Capacités exigibles (CE)

Interactions de van der Waals. Ordres de grandeur énergétiques.



Lier qualitativement la valeur plus ou moins grande des forces intermoléculaires à la polarité et la polarisabilité des molécules.

Prévoir ou interpréter les propriétés physiques de corps  purs  par  l’existence  d’interactions  de Van der Waals ou de liaisons hydrogène inter ou intramoléculaires.

Liaison hydrogène. Ordres de grandeur énergétiques.



Prévoir ou interpréter les propriétés physiques de corps  purs  par  l’existence  d’interactions  de Van der Waals ou de liaisons hydrogène inter ou intramoléculaires.

Prévoir ou interpréter les propriétés liées aux conformations ou aux propriétés spectroscopiques d’une  espèce.


Nous avons vus que des atomes peuvent être liés entre eux pour former des molécules. Une autre façon de présenter les choses est de dire qu’il existe des forces entre les atomes : ils sont « liés » dans une molécule. Nous avons décrit ce comportement par un modèle simple mais efficace pour certains types de liaisons entre atome : le modèle de Lewis. ; Dans ce modèle, une liaison est représentée par un trait.

Peut-on étendre la notion de liaison, non plus entre atomes, mais entre molécules ? Autrement dit, existe-t-il des forces entre molécules ?

La réponse est bien évidemment affirmative, car si tel n’était pas le cas, la matière n’existerait qu’à l’état gazeux …

Ces interactions ont été étudiées par JD van der Waals, physicien hollandais, prix Nobel de physique en 1910 :



Les interactions de Van der Waals et tension de surface:


Les interactions de Van der Waals et les Geckos :

https://www.youtube.com/watch?v=neSyZDs79tE



Liaisons hydrogène et ADN :


I- Les liaisons intermoléculaires non spécifiques ou forces de Van der Waals.
Les liaisons intermoléculaires non spécifiques sont dues à des forces qui s’exercent pour de nombreux cas de molécules, ce sont les forces de van der Waals. Elles sont dues aux interactions électrostatiques entre nuages électroniques et noyaux de molécules différentes.
Document 1 : le dipôle électrostatique … pas qu’en physique…


Document 2 : Dans la famille Van der Waals …L’interaction dipôle permanent- dipôle permanent ou effet d’orientation de Keesom.



Document 3 : Dans la famille Van der Waals … L’interaction dipôle permanent-dipôle instantané ou effet d’induction de Debye.



Document 4 : Dans la famille Van der Waals …L’interaction dipôle instantané- dipôle instantané ou dispersion de London :
Vidéo about London dispersion force https://www.youtube.com/watch?v=1iYKajMsYPY



Document 5 : La polarisabilité

La déformation du nuage électronique est plus ou moins importante suivant la molécule dont il s’agit. Cette aptitude est mesurée par une grandeur, appelée polarisabilité et notée α.

Plus la polarisabilité est grande, plus le nuage électronique se déforme facilement. Dans un modèle très simpliste, on retient que pour que le champ électrique ait une forte influence sur les électrons de valence, ils faut qu’il soient peu retenus par les noyaux, c’est à dire « loin » de ces noyaux. Or, les électrons de valence des atomes sont d’autant plus « loin » des noyaux que l’atome est dans une période élevée de la classification périodique.

On peut définir une grandeur homogène à un volume, appelée volume de polarisabilité, en relation avec le volume de la molécule. Plus le volume d’une molécule est grand, plus son volume de polarisabilité est grand, plus sa polarisabilité est grande.

Une autre catégorie de molécules qui possède des électrons très « lâches » sont des molécules à électrons délocalisés (très conjugués) ;

Document 6 : Influence de la distance sur l’énergie d’interaction et l’intensité des forces de Van der Waals



Document 7 : Comparaison de la contribution des trois types de forces de Van der Waals

Travail à faire :
1- Donner les deux catégories de dipôles existant au niveau microscopique. Préciser dans chaque cas quelle en est leur origine. (Documents 1,2 et 3)

Acquis

En cours d’acquisition

Non acquis

Non réalisé














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2- Classer les molécules suivantes par polarisabilité croissante : (Documents 1,4 et 5)

Acquis

En cours d’acquisition

Non acquis

Non réalisé













ET
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3- Donner les trois catégories d’interactions possibles pouvant exister au niveau microscopique. (Documents 2,3 et 4)

Acquis

En cours d’acquisition

Non acquis

Non réalisé














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4- Du point de vue interactions intermoléculaires, quelle est la différence entre l’état gazeux et l’état liquide ? (Document 6)

BO : Prévoir ou interpréter les propriétés physiques de corps purs par lexistence dinteractions de Van der Waals ou de liaisons hydrogène inter ou intramoléculaires.

réussi

seul

avec un camarade

Avec un appel professeur

partiellement
















Acquis

En cours d’acquisition

Non acquis

Non réalisé















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5- Interpréter les variations des températures de changement des corps purs suivants : (Documents 2,3 et 4)



BO : Lier qualitativement la valeur plus ou moins grande des forces intermoléculaires à la polari et la polarisabili des molécules.

réussi

seul

avec un camarade

Avec un appel professeur

partiellement
















Acquis

En cours d’acquisition

Non acquis

Non réalisé












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