[PDF] Le dipôle électrostatique : définition

View - Download Le dipôle électrostatique : définition

Previous PDF

Next PDF

Le dipôle électrostatique : définition

• Undipôleestunsystèmedechargeglobalementneutre,maisdontle"barycentre»deschargesnéga;ves(pointN)estséparédubarycentredeschargesposi;ves(pointP).• Ondéfinitlemomentdipolairepd'unsystèmedechargeq

k placéesauxpointsA k

comme• EnnommantQlasommedeschargesposi>vesdusystème,onmontrefacilementque• L'unitéSIdumomentdipolaireestleC.m,maisonu>lisesouventleDebye(D),quiestplusadaptéauxgrandeursgénéralementretrouvéesdanslapra>que

Nuage électronique dans une molécule diatomique hétéronucléaire !p= "(P) OPd# Electronégativité dans le tableau de Mendeleïev

La molécule d'eau

• Lamoléculed'eauestunexempledemoléculeportantundipôleélectriquepermanent(etpar;culièrementfort)

Le champ du dipôle électrostatique

Le dipôle électrostatique : champ lointain

Le dipôle électrostatique : champ lointain

• Ons'intéresseauchamp"loin»dudipôle,c'estàdireàdesdistancesgrandesdevantNP=a. 1 PM 1 r (1+ acos! 2r PM= r 2 !arcos!+a 2 /4"r 1! a r cos! • Onob;ent:• Demême: 1 NM 1 r (1" acos! 2r )V(M)= qacos! 4"# 0 r 2 V(M)= p·!e r 4"# 0 r 2 p·!r 4"# 0 r 3 • Onendéduitlechampdudipôledansl'approxima;ondechamplointain:• Ouencore: Le dipôle électrostatique : équipotentielles r 2 =Ccos! Le dipôle électrostatique : champ électrique

• Lechampélectriquedérivedupoten;el,onn'aqu'àcalculerlegradient.Encoordonnéescylindriques,ils'exprime• Ouencore• Ouencore

Le dipôle électrostatique : lignes de champ

Equipotentielles + lignes de champ

Action sur un dipôle électrostatique

Energie potentielle d'un dipôle rigide

• Onveutcalculerl'énergiepoten>eld'undipôle"rigide»(c'estàdirequeladistancePNestconstante,ellenevariepasavecl'applica0ond'unchampextérieur)plongédansunchampélectriqueextérieur.• Dansl'approxima>ondudipôle"infinitésimal»,c'est-à-direenconsidérantqueladistancePNesttrèspe>tedevantl'échelledevaria>ondupoten>elextérieurV,ona• Etdoncl'expressiondel'énergiepoten;elledudipôle

Energie potentielle d'un dipôle rigide

E ext p

Mouvement du dipôle dans un champ uniforme

• Enprésenced'unchampE,ledipôlevatendreàminimisersonénergiepoten>elle,doncàs'aligneraveclechamp.Cependant,dansunchampuniforme,lasommedesforcesappliquéesaudipôlevautzéro...• Uncoupleapparaît,quivaut

Dipôle dans un champ non-uniforme

• Enprésenced'unchampsta;quenon-uniforme,uneforceneXeapparaîtsurledipôlerigide.EneffetlegradientdeEpn'estdanscecaspasnul:• Legradientd'unproduitscalaireestdonnépar• Puisquelerota>onneldeEestnul,etquepestconstant,onob>entdirectement

F=! gradE p grad(!p· E)

• Undipôlesubitdoncuneforcedirigéeversleschampsfortss'ilestalignéavecE(cequiestprobable),oudirigéeversleschampsfaibless'ilestan>-alignéavecE(cequiestpeuprobable).

Hydratation d'un ion en solution

• Lesmoléculesd'eau(polaires)sontalignéessurl'ion.Ilsformentun"bouclier»autourdel'ionsolvaté.

Dipoleélectrostatique

Undipôleest disposédans unchampélectrique extérieurtelque représentéci-dessousparses lignesdechamp. Dansquelle(s) situation(s)lecouple agissantsur ledipôleest-il nonnul?

1(1)seulement.

2(2)seulement.

3(3)seulement.

4(4)seulement.

5(1)et(2).

6(1)et(3).

7(3)et(4).

8(2)et(4).

(1)(2) (3)(4)

Dipoleélectrostatique

Undipôleest disposédans unchampélectrique extérieurtelque représentéci-dessousparses lignesdechamp. Dansquelle(s) situation(s)larésultante desfor cessurle dipôleest-ellenon nulle?

1(1)seulement.

2(2)seulement.

3(3)seulement.

4(4)seulement.

5(1)et(2).

6(1)et(3).

7(3)et(4).

8(2)et(4).

(1)(2) (3)(4)

Dipoleélectrostatique

Dansl'expériencedu filetd'eau,choisir labonner eprésentation. eau eau eaueau 1234

Dipôle Induit

• Ondéfinitlapolarisabilitéαcomme• (ilyalàuneapproxima0onlinéaire) p=" E

AtomeSphèreconductrice

Polarisabilité typique d'un atome

• Modèled'atome=noyauchargé+Zeetnuagesphériqueuniformémentchargéenvolumedecharge-Ze• Onplacel'originedurepèreaucentredunuage,xestlaposi>ondunoyau.• Forcederappeldunuage:

F int Z 2 e 2 x 4"# 0 R 3 e x • Etatd'équilibredanslechampextérieur: F int =!Ze E ext • Onendéduit p=Zex!e x =4"# 0 R 3 E ext • Plusunatomeest"grand»plusilestpolarisable(cf.atomesdeRydberg) etdonc !=4"# 0 R 3

Force diélectrophorétique

• Sil'onplaceunobjetpolarisabledansunchampélectriquenon-homogène(i.e.variabledansl'espace),cetobjetvasubiruneforceLaforceestdirigéedansladirec;ondeschampforts.C'estlaforceàl'originedel'a`rancedelafeuilledepapierparlebatond'ébonitechargéCeXeforceestaussiexploitéeenchimiepourséparerlesmoléculesselonleurpolarisabilité

Interaction dipôle-dipôle : Forces de Van der Waals

• ForceaXrac>veentredipôles,permanentsouinduits,dueàLesforcesdeVanderWaalsseconsistenten3composantes,dontlesénergiespoten>elless'écrivent• Interac>onentredipôlespermanents:ForcesdeKeesom• Interac>onentreundipôlepermanentetundipôleinduit:ForcesdeDebyeetdoncetdonc

F!1/r 7 • Interac>onentredeuxdipôlesinduits:ForcesdeLondonetdonc (conven>onp=αE) E p p 2 1 p 2 2 3(4!" 0 2 k B Tr 6 E p 2 p 2 1 (4"# 0 2 r 6 Interaction dipôle-dipôle : Forces de Van der Waals

• LesforcesdeVanderWaalssontdoncdesinterac>onsàcourteportée.Cesontdesinterac>onsaXrac>ves,jouantunrôleimportantdanslacohésiondelama>ère(liaisonintermoléculaires)

Interaction dipôle-dipôle : Forces de Van der Waals

• ForcedeVanderWaalsresponsabledesphénomènedetensiondesurface(liaisonsintermoléculaires)

Sur le rythme du cours

A) BeaucouptroplentB) UnpeutroplentC) CommeilfautD) UnpeutroprapideE) Beaucouptroprapide

Sur le contenu du cours

A) RienB) PasgrandchoseC) Lamoi>éD) LaplupartE) ToutDecequenousraconteleprof,jecomprends:

Sur les questions posées en cours

A) Iln'yenapasassezB) Ilyenalabonnequan>téC) Ilyenatropquotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

[PDF] différence entre administration du personnel et gestion des ressources humaines

[PDF] différence entre administration du personnel et gestion des ressources humaines pdf

[PDF] différence entre agrément et autorisation onssa

[PDF] difference entre approche communicative et actionnelle

[PDF] différence entre audit interne et audit externe

[PDF] difference entre audit interne et controle de gestion

[PDF] différence entre audit interne et inspection

[PDF] différence entre audit interne et inspection générale

[PDF] différence entre automatique et automatisme

[PDF] difference entre banque islamique et banque classique pdf

[PDF] difference entre berlingo xtr et multispace

[PDF] différence entre bilinguisme et diglossie

[PDF] difference entre bts et dts

[PDF] différence entre controle de gestion et controle interne

[PDF] difference entre dessin animé et film d'animation