Moment dipolaire : \(\vec{\mu} = q \cdot \vec{d}\), où q est la charge partielle et d la distance entre les charges.
- Identifier la charge partielle (en unité de charge élémentaire)
- Convertir la distance en mètres
- Multiplier la charge par la distance
- Convertir en Debye si nécessaire
q = 0.18 × 1.602×10⁻¹⁹ C = 2.884×10⁻²⁰ C
d = 127 pm = 127×10⁻¹² m
μ = q × d = 2.884×10⁻²⁰ × 127×10⁻¹²
μ = 3.663×10⁻³⁰ C·m
1 D = 3.336×10⁻³⁰ C·m
μ = 3.663×10⁻³⁰ / 3.336×10⁻³⁰ = 1.10 D
Le moment dipolaire de la molécule HCl est de 1.10 D, orienté du H vers le Cl.
• μ = q × d : Formule fondamentale du moment dipolaire
• Orientation : Du δ+ vers le δ-
• Unités : C·m ou Debye (D)
H₂O : Molécule angulaire avec μ ≠ 0
CO₂ : Molécule linéaire avec μ = 0
Géométrie angulaire (104.5°) ⇒ moments dipolaires ne s'annulent pas
μ_total = 1.85 D
Géométrie linéaire (180°) ⇒ moments dipolaires s'annulent
μ_total = 0 D
H₂O est polaire, CO₂ est apolaire malgré des liaisons polarisées
H₂O : point d'ébullition élevé, solvant polaire
CO₂ : gaz à température ambiante
La molécule d'eau H₂O a un moment dipolaire de 1.85 D car sa géométrie angulaire empêche l'annulation des moments dipolaires individuels. CO₂ a un moment dipolaire nul car sa géométrie linéaire permet l'annulation des deux moments dipolaires opposés.
• Somme vectorielle : Moments dipolaires s'ajoutent vectoriellement
• Géométrie symétrique : Annulation possible des dipôles
• Asymétrie ⇒ polarité : Moment dipolaire net
NH₃ : Pyramide trigonale avec un doublet non liant sur l'azote.
Chaque liaison N-H est polarisée car Δχ = 0.84 > 0.5
NH₃ a une forme pyramidale trigonale avec un doublet non liant
Chaque liaison N-H a un dipôle dirigé du H vers le N
Les trois dipôles s'additionnent et pointent vers l'atome d'azote
Le moment dipolaire total de NH₃ est orienté du centre de la base triangulaire vers l'atome d'azote, en raison de la contribution des trois liaisons N-H polarisées et du doublet non liant.
• Direction du dipôle : Du δ+ vers le δ-
• Somme vectorielle : Tous les dipôles contribuent
• Géométrie asymétrique : Moment dipolaire net non nul
1 Debye (D) = 3.336×10⁻³⁰ C·m
1 D = 3.336×10⁻³⁰ C·m
1.85 D = 1.85 × 3.336×10⁻³⁰ C·m
1.85 × 3.336×10⁻³⁰ = 6.1716×10⁻³⁰ C·m
6.17×10⁻³⁰ C·m
1.85 Debye équivaut à 6.17×10⁻³⁰ C·m.
• Facteur de conversion : 1 D = 3.336×10⁻³⁰ C·m
• Conversion directe : Multiplication par le facteur
• Unités SI : C·m est l'unité du système international
BF₃ : Molécule trigonale plane avec liaisons B-F polarisées mais molécule apolaire.
Chaque liaison B-F est fortement polarisée car Δχ = 1.96
BF₃ a une forme trigonale plane (120° entre les liaisons)
Chaque liaison B-F a un dipôle dirigé du B vers le F
Les trois dipôles s'annulent par symétrie (géométrie trigonale plane)
Bien que les liaisons B-F soient fortement polarisées, la molécule BF₃ est apolaire car sa géométrie trigonale plane permet l'annulation des moments dipolaires individuels.
• Liaisons polarisées ≠ molécule polaire
• Symétrie géométrique : Peut annuler les dipôles
• BF₃ exemple classique : Liaisons polaires mais molécule apolaire
- Calcul de Δχ : Si > 0.5, liaison polarisée
- Identification des moments dipolaires : Représenter les directions
- Étude de la géométrie : Symétrie ou asymétrie
- Somme vectorielle : Si ≠ 0, molécule polaire
- Un moment dipolaire est une grandeur vectorielle
- La somme vectorielle des dipôles détermine la polarité globale
- Les molécules polaires ont des points d'ébullition plus élevés
- Les molécules apolaires peuvent avoir des liaisons polarisées
- La géométrie moléculaire joue un rôle crucial dans la polarité
- μ = q × d → vecteur de polarité
- Géométrie détermine la polarité globale
- Symétrie peut annuler les dipôles individuels
- Polarité influence les propriétés physiques
- Unités : Debye (D) ou C·m
