Molécule polaire : Une molécule est polaire si elle possède un moment dipolaire résultant non nul.
- Déterminer la géométrie moléculaire
- Identifier les liaisons polarisées
- Représenter les moments dipolaires individuels
- Effectuer la somme vectorielle des dipôles
- Conclure sur la polarité
Les liaisons O-H sont polarisées car Δχ = 1.24 > 0.5
H₂O a une forme angulaire (104.5°) due aux doublets non liants sur l'oxygène
Chaque liaison O-H crée un dipôle dirigé du H vers l'O
Les deux dipôles ne s'annulent pas à cause de la géométrie angulaire
La molécule d'eau H₂O est polaire car elle possède des liaisons O-H polarisées et une géométrie angulaire qui empêche l'annulation des moments dipolaires individuels.
• Δχ > 0.5 : Liaison polarisée
• Géométrie asymétrique : Empêche annulation des dipôles
• μ ≠ 0 : Molécule polaire
Molécule apolaire : Une molécule est apolaire si son moment dipolaire résultant est nul.
Les liaisons C=O sont polarisées car Δχ = 0.89 > 0.5
CO₂ a une forme linéaire (180°) ⇒ symétrie parfaite
Chaque liaison C=O crée un dipôle dirigé du C vers l'O
Les deux dipôles sont égaux mais de sens opposé ⇒ s'annulent
La molécule de dioxyde de carbone CO₂ est apolaire malgré ses liaisons polarisées car sa géométrie linéaire permet l'annulation des moments dipolaires opposés.
• Liaisons polarisées ≠ molécule polaire
• Symétrie géométrique : Peut annuler les dipôles
• μ = 0 : Molécule apolaire
| Molécule | Géométrie | Polarité | Explication |
|---|---|---|---|
| CH₄ | Tétraédrique | Apolaire | Symétrie parfaite |
| CH₃Cl | Tétraédrique | Polaire | Asymétrie due au Cl |
4 liaisons C-H identiques, géométrie tétraédrique symétrique ⇒ μ = 0
3 liaisons C-H et 1 liaison C-Cl, géométrie tétraédrique mais asymétrique ⇒ μ ≠ 0
χ(Cl) = 3.16, χ(H) = 2.20, χ(C) = 2.55 ⇒ liaison C-Cl fortement polarisée
L'asymétrie due au Cl rend la molécule polaire
CH₄ est apolaire car sa géométrie tétraédrique symétrique permet l'annulation des moments dipolaires. CH₃Cl est polaire car l'atome de chlore crée une asymétrie qui empêche l'annulation des dipôles.
• Symétrie géométrique : Annulation possible des dipôles
• Asymétrie atomique : Crée une polarité nette
• Δχ importante : Augmente la polarité de la liaison
NH₃ : Molécule pyramidale 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 crée un dipôle dirigé du H vers l'N
Les trois dipôles s'additionnent et pointent vers l'atome d'azote
L'ammoniac NH₃ est une molécule polaire car ses liaisons N-H sont polarisées et sa géométrie pyramidale trigonale empêche l'annulation des moments dipolaires individuels.
• Liaisons polarisées : Créent des dipôles partiels
• Géométrie asymétrique : Empêche annulation des dipôles
• Doublet non liant : Contribue à la polarité
"Similia similibus solvuntur" : Les substances polaires dissolvent les substances polaires.
4 liaisons C-Cl polarisées mais géométrie tétraédrique symétrique ⇒ μ = 0
CCl₄ est apolaire
2 liaisons O-H polarisées, géométrie angulaire ⇒ μ ≠ 0
H₂O est polaire
Entre molécules polaires : forces dipôle-dipôle, liaison hydrogène
Entre molécules apolaires : forces de Van der Waals
Entre molécules polaires-apolaires : interactions très faibles
CCl₄ et H₂O sont immiscibles ⇒ séparation en deux phases
Le tétrachlorure de carbone CCl₄ et l'eau H₂O sont immiscibles car CCl₄ est apolaire tandis que H₂O est polaire. Les interactions entre molécules de nature différente sont défavorables.
• "Similia similibus solvuntur" : Polarité similaire favorise la solubilité
• Interactions faibles : Empêchent la miscibilité
• Séparation de phases : Minimise les interactions défavorables
- 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
- Une molécule est polaire si son moment dipolaire résultant est non nul
- La géométrie moléculaire joue un rôle crucial dans la polarité
- Les molécules polaires ont des points d'ébullition plus élevés
- Les molécules apolaires peuvent avoir des liaisons polarisées
- Les substances polaires se dissolvent dans des solvants polaires
- Polarité → propriétés physiques
- Géométrie détermine la polarité globale
- Symétrie peut annuler les dipôles individuels
- "Similia similibus solvuntur" : principe de solubilité
- μ = 0 : molécule apolaire | μ ≠ 0 : molécule polaire
