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ATOMESETMOLÉCULES

PLANDUCOURS

Chapitre1: Atomesetclassificationpériodiquedes

éléments

I Configurationélectroniquedesatomesdansleurétat fondamental

1) Lesorbitalesatomiques(OA)

2) Leprinciped'exclusiondePauli

3) Configurationélectronique,règledeKlechkowski

II Structuredelaclassificationpériodiquedeséléments III Conséquences:quedéduiredelapositiond'unélémentdansle tableaupériodique?

1) Électronsdevalence,électronsdecoeur

2) L'électronégativité

3) Lescorpssimples:métaux,non-métaux,métalloïdes

4) Conclusion:modélisationdelaliaisonchimique

letableaupériodique

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Chapitre2: Lesmolécules

I ÉcrituredeLewisdesmolécules

1) Principesdebase,règledel'octet

2) Méthoded'écritured'unestructuredeLewis

3) Lamésomérie:liaisonscovalentesdélocalisées

4) Extensionsàlarègledel'octet

Composéslacunaires

Hypervalence

II Déterminationdelagéométriedesmoléculesparlaméthode VSEPR

III Polaritédesmolécules

1) Momentdipolaired'uneliaison

Pourcentaged'ionicité

2) Momentdipolaired'unemolécule

expérimentales E avecí µ+í µ=3ou4 misenjeu molécule

Chapitre3: Forcesintermoléculaires

I Présentationdesforcesintermoléculaires

1) LesinteractionsdevanderWaals

Polarisabilité

2) Laliaisonhydrogène

II Lessolvantsmoléculaires

1) Caractéristiquesprincipalesdessolvants

2) Miscibilitétotale,partielleounulle

3) Miseensolutiond'uncorpsmoléculaire

4) Miseensolutiond'unsolideionique

III Températuredechangementd'étatdescorpspurs

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IV Moléculesamphiphiles

1) Définition,exemples

2) Miseensolutiond'espècesamphiphiles,micelles

Concentrationmicellairecritique

3) Principedeladétergence

4) Stabilisationdesémulsions

5) Membranescellulaires

polarisabilitédesmolécules

Détermineruneconstantedepartage

constantedepartage,oulogí µ cellulaire)

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DOCUMENTS

Document1: Leséléments"super-lourds»

le120.

Schwerionenforschun;

chimiquement. courte.

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Document2: Letableaupériodiquedeséléments numéroatomiqueí µ

électronégativité

symbole couleurdefond:métal nom configurationélectronique massemolaireeng⋅mol 26
1,83 Fe fer Ar

4í µ

3í µ

55,845

123456789101112131415161718

1 2 3 4 5 6 7

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Document3: Structuredutableaupériodique

Documentàcompléter

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Document4: Évolutiondel'électronégativité dansletableaupériodique (tirédusitewww.webelements.com)

L'échelledePauling(1932)

diatomiques. A B AB AA BB B =1eV etí µ XY A B paruneconnaissance courammentutiliséeenchimie. Fr P =0,70 F P =3,98 H P =2,20

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Document5: Métaux,nonmétauxetmétalloïdes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

B Si Ge As Sb Te At

Lesmétauxsontdescorpsqui

possèdentlaplupartdespropriétés suivantes: - ilssontsolidesdanslesCNTP (sauflemercure),opaqueset réfléchissants,decouleur grise(saufl'oretlecuivre); - ilssontmalléables (facilementdéformables)et ductiles(étirablesenfils); - ilssontbonsconducteursde l'électricité; - ilssontbonsconducteurs thermiques; - cesontdebonsréducteurs(sauflesmétauxnobles); - leursoxydessontbasiques. - danslesCNTPcertainssontgazeux,d'autressolidesetl'unestliquide(dibrome); - leurscouleurssontvariées; - ceuxquisontsolidesnesontpasmalléables(ilssontdurset/oucassants); - cesontdesisolantsélectriquesetthermiques; - leursoxydessontacides. amphotères...). ledomainedel'électronique. métaux non métaux métalloïdes

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Document6: MéthodedeLewis

- unatomecentral,notéA; - unouplusieursatome(s)périphérique(s)notésX ,liésàAetnonliés entreeux. v 1

ère

alorsunestructureradicalaire. v 2

ème

v 3

ème

- d'abordsurlesatomespériphériquesX pourcompléterleuroctet; - s'ilenreste,surl'atomecentralA. v 4

ème

atomeslacunairesouhypervalents). v 5

ème

charge⊕. chargedel'entité. v 6

ème

A X 1 X 2 X 3

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Document7: Longueursdeliaisonmoyennesdanslesmolécules

Lesdistancesmoyennesí µ

í²ŠB

A-Bí µ

í²Š$B enpmí µ í²Š/B enpmí µ í²Šâ‰¡B enpm

C-C154134120

C-N147126116

C-O143120113

N-N145125110

N-O145120-

O-O147121-

Document8: Pourcentagedecaractèreioniquedesmolécules d'halogénured'hydrogène

A-Bí µenDí µenpm

chargepartielle 1 2 enC

H-F1,8292

6,59.10

$&3 41

H-Cl1,081272,83.10

$&3 18

H-Br0,791421,85.10

$&3 12

H-I0,38161

7,86.10

5

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Document9: MéthodeVSEPR

• MéthodemiseaupointparlecanadienR.J.Gillespieen1957. • Significationdusigle: • Énoncéduprincipe:

OnmontrequelesstructuresAX

doubletsliantsidentiques): í µ=2linéaire180° í µ=3triangleéquilatéral120° í µ=5 bipyramideàbase triangulaire

120°et90°

í µ=6octaèdre90° • Laméthode: v 1

ère

v 2

ème

Pourcela,onnote:

- í µlenombred'atomesXliésàl'atomecentralA(peuimportequelesliaisonssoientsimples, doubles,hybrides...); - í µlenombrededoubletsnonliantsportésparA. ⟹OnnoteAX E e plutôtqueAX E v 3

ème

étape:préciserlamesuredesangles

- Indiquersurledessinlesvaleursdesanglesentrelesliaisons,entenantcompte caractèrerépulsif: - Comparerleslongueursdeliaison,notammententreAetdesatomesXidentiques. répulsifidentique.

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Document10: Forcesintermoléculaires

v L'énergiedelaliaisoncovalente,quilielesatomesentreeuxauseind'unemolécule,est comprise entre100et1000kJ⋅mol comprise entre0,1et30kJ⋅mol v Cesinteractionssontgénéralementintermoléculaires,maisellespeuventaussiseproduire v Lesinteractionsdefaibleénergieseclassentendeuxcatégories:

A. Les forces de van der Waals

• typiquemententre0,1et4kJ⋅mol parfoisjusqu'à20kJ⋅mol

• s'exercentàlongueportée,maisl'intensitédécroîtrapidementavecladistance(énergieen

dans

IlexistetroistypesdeforcesdevanderWaals:

1)LesforcesdipolairesdeKeesom

dipôlepermanent/dipôlepermanent. 7 8 8 8 9

2)LesforcesdepolarisationdeDebye

créeunmomentdipolaireinduittelque: ·V ,maisonutilisecourammentlevolume depolarisabilitÃ©í µ enm 7 8 9

Bienretenirles

deuxordresde grandeur!

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3)LesforcesdedispersiondeLondon

:!AB attractive. B 9 plussensiblesàunchampextérieur.

Ainsi,dansI

,ce BILAN • LestroisforcesdevanderWaalsontuneexpressionen 9 ;leursommeestdoncégalement proportionnelleà 9

• Lorsquelesmoléculessonttropproches,onatteintledomained'impénétrabilitédesatomes;ilya

exemple,paruneénergieen 78
/0/ 1 C 78
1 DEF 9 ,dontla

Ladistanced'équilibreí µ

G quelesmoléculessont"encontact». G HIH distanceí µentre deuxmolécules

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dansuncristaldediiodeparexemple),lademi- l'atomed'iodedanslamoléculeI molécules í µ(D)%Keesom%Debye%London VdW (kJ· mol

Ne0,390001000,27

Ar1,660001000,55

Xe4,110001000,94

CO1,980,110,0060,000399,990,64

CH

2,600001001,5

HCl2,631,0895863,4

HBr3,610,7822963,8

HI5,440,380,10,599,44,1

CH

Cl4,561,87248684,0

NH

2,261,47349576,2

H

O1,481,856972417,3

apolaires. polarisables:H O,NH

B. La liaison hydrogène

...dansNH :5kJâ‹…mol ...dansH

O:25kJâ‹…mol

...dansHF:29kJ⋅mol doubletnonliant. pourl'eau)etsadirectionnalité(Y,

HetXtendentàs'aligner).

liaisonhydrogène moléculeAmoléculeB YHX

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Quelquesconséquences:

• Laliaisonhydrogèneestlaforceprincipalequiunitlesmoléculesd'eauetassurelacohésiondela glaceetdel'eauliquide. • Lastructureendoublehélicedel'ADNestassuréegrâceàl'appariementdepairesdebasespar part:

• L'établissementd'uneliaisonhydrogèneentreHetXconduitàunlégeraffaiblissementdelaliaison

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Document11: Caractéristiquesdesprincipauxsolvants

Solvantsprotogènes(ouprotiques)

Solvantsí µí µ(D)

Acideacétique6,151,68

Éthanol24,51,74

Méthanol32,71,71

Éthane-1,2-diol(glycol)37,72,28

Eau78,41,80

Solvantsnonprotogènes(ouaprotiques)

Solvantsnonprotogènesapolairesoupeu

polaires í µí µ(D)

Hexane1,880,00

CCl 4

2,240,00

Benzène2,280,00

Et 2

O(éther)4,341,30

CHCl 3 (chloroforme)4,811,15 CH 3 CO 2

Et(acétate

d'éthyle)

6,021,88

THF7,581,75

CH 2 Cl 2 (dichlorométhane)8,931,55

Solvantsnonprotogènestrèspolaires

í µí µ(D)

Pyridine12,42,37

Acétone20,72,86

HMPA29,65,55

DMF37,03,87

DMSO46,73,90

N O pyridine acÈtone (propanone) O P (CH 3 2 N (CH 3 2 N N(CH 3 2 HC O N(CH 3 2 S O CH 3 CH 3 HMPA

HexaMÈthylPhosphorotriAmide

DMF

DiMÈthylFormamide

DMSO

DiMÈthylSulfOxyde

acétone

HexaMéthylPhosphoroTriamide

DiMéthylFormamideDiMéthylSulfoxyde

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Document12: Températuresdechangementd'état

200
150
100
50

20(labo)

0 -50 -100 -150 -200

E:-188

F:-220

F E:-34

F:-101

Cl E:+59 F:-7 Br

E:+184

F:+114

I

Températuresen℃

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Document13: Exemplesdemoléculesamphiphiles

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