[PDF] Chapitre 7 Cohésion de la matière. Liaisons de faible énergie





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Forces intermoléculaires

Forces d'autant plus fortes que les moments dipolaires sont élevés. Interactions entre un dipôle permanent et un dipôle induit – forces de Debye.



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Correction - TD n°8 - Dipôles électrostatiques et magnétiques 1

Correction - TD n°8 - Dipôles électrostatiques 1 Interaction ion-dipôle ... due aux charges positives est donc plus intense que la force attractive due ...



Chapitre 7 Cohésion de la matière. Liaisons de faible énergie

interaction entre un dipôle permanent et un dipôle induit (Debye). — interaction entre deux dipôles instantanés ou force de dispersion (London).



ch. ci.4 : liaisons de van der waals et liaison hydrogene - solvants

Interaction dipôle permanent- dipôle permanent : Les molécules polaires modifient mutuellement leurs orientations et tendent à aligner leurs dipôles. 2) Force 



Cours LP203 – 2012-2013 – Chapitre 4 – Le dipôle électrostatique

http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/dipole.html La force résultante exercée sur le dipôle est nulle. - si le dipôle ne peut ...



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6. Les interactions intermoléculaires

interaction dipôle - dipôle. - liaison hydrogène ion - ion. 1000. Interaction force relative. - monopôle dipôle permanente ... ion - dipôle induit.



Modelling approaches for atmospheric ion-dipole collisions: all-atom

1 févr. 2022 Abstract. Ion-dipole collisions can facilitate the formation of atmospheric aerosol particles and play an important role in their.



5. Les interactions intermoléculaires Questions fondamentales du

Quels sont les types de forces intermoléculaires? ion - dipôle induit ... L'interaction dipôle – dipôle concerne les molécules qui contiennent.



Chem Exam Flashcards Quizlet

Ion-Dipole Forces (IDF): When an ionic compound such as NaCl dissolves in water the water molecules arrange their oppositely charged dipole to be attracted to the fully charged ion creating a very strong attractive force called an ion-dipole force Between a polar molecule and a fully charged ion



Chap r 11 In rmolecular Forces - Michigan State University

Dipole–Dipole Interactions or Dispersion Forces • If two molecules are of comparable size and shape dipole–dipole interactions will likely be the dominating force • If one molecule is much larger than another dispersion forces will likely determine its physical properties



123 Types of Intermolecular Forces (IF Ion-Dipole IF - UMKC

• Ion-Dipole forces – IFs between an ion and a nearby polar molecule (ionic compounds like NaCl dissolved in polar solvents like H2O) • Dipole-Dipole forces – IFs between two polar molecules (?+ of one molecule attracts ?-of the other) – Increase with increasing the dipole moment Example: CH3CH2CH3 and CH3CN have almost the



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Does an ionic bond have a dipole?

Does an ionic bond have a dipole? Yes. Why does an atom with many valence electrons tend to gain electrons rather than lose any? Atoms with many valence electrons tend to have relatively strong forces of attraction between their valence electrons and the nucleus. This makes it difficult for them to lose electrons.

What is a dipole induced dipole force?

Instantaneous dipole-induced dipole forces or London dispersion forces: forces caused by correlated movements of the electrons in interacting molecules, which are the weakest of intermolecular forces and are categorized as van der Waals forces. Dipole–dipole interactions are a type of intermolecular attraction—attractions between two molecules.

What is induced dipole - induced dipole interaction?

Dipole-induced dipole interactions: Dipole-induced dipole interaction involves the attraction between temporally induced dipoles in non-polar molecules. This polarization can be induced either. (a) by a polar molecule or. (b) by the repulsion of the negatively charged electron clouds in a non-polar molecule.

What is an induced dipole moment?

The induced dipole moment is proportional to the strength of the applied field. Instead of DC suppose we apply AC, the induced dipole moment oscillates with the same frequency as applied field. In Raman spectroscopy, the oscillating dipole moment is induced by the electromagnetic radiation.

Chapitre7

faibleŽnergie

Introduction

desmolŽcule snesu tpas :assem blage departiculesŽlŽmentairesenatomes ,puisa s- semblagedÕatomesreliŽspar desliaisonscovalentes enmolŽcules.Noto nsdÕailleursq ue laliais oncovalentee stuneliaisonintra-molŽculaire. solide,liquideougaz eux.Ene ae etlesat omesoumo lŽculessÕassemblente ux-mmese ntre euxpourf ormerdesphas escondensŽessolideset liquidesgr ‰ceˆdiverstype sdeliaisons mentliŽsent reeux. Pluslarge ment,commentrendrecomptedesobser vationssuivantes?

ŽtatscondensŽs(so lideetliquide),

ÑlÕexistencedeplusieurstypesdeso lidesa uxpropriŽtŽsphys iques(mŽcaniques,Žlec- ae

Žrentes:solidesioniques,solides mo-

lŽculaires,mŽtaux(quiconduisent lՎlectricitŽ)... danscert ainssolvantsetpasdansdÕaut res,

Ñlamisc ibilitŽdesliquidesentre eux,

Ñlefa itquelevolumemo lairedelag lace soitsupŽrie urˆceluidelÕeauliquide- une anomalieparrapport ˆdÕautres molŽcules, Ñlast ructureendoublehŽlicedelÕADN,danslaque llelesbase ssontliŽ esentree lles, Ñlast ructure3D(secondaireetter tiaire)de sprotŽines,

ÑlÕexistencedecristauxliquides,

Ñetc.

Toutescesobservat ionssÕexpliquen tparlÕexistencedeliaisonsdenaturedi ae

Žrente;il

fautdoncdistingue r: -les liaisonsc himiques:liaisoncova lenteintra-molŽ culair e;ordredegrandeur 100kJmol ≠1 181

182CHAPITRE7.COHƒSIONDELA MATIé RE.LIAISONSDEFAIBLEƒNER GIE

(ex.H 2 :D≠=43 6kJmol ≠1 -desliaisonsre sponsablesdecer tainsŽtatssolides-liaisonionique,liaisonmŽ talliq ue; ordredegrandeur100kJmol ≠1

ˆ1000kJmol

≠1 (ex.NaCl:Žne rgierŽticulaireE r

869kJmol

≠1 -lesliaisonsph ysiquesouliaisonsde faibleŽnergieŽgalementnommŽ esÇinte ractionsin- 10 ≠2

ˆ10kJmol

≠1 dece sliaisonspeuve ntexisterent reatomesdegazraresŽg alement,ouentredi ae

Žrentes

Cechapitr eapourbutdedŽcrireles diver sesliaisonse xpliqua ntla structuredelama-

7.1.1PolaritŽ

Rappel:

DŽÞnition:momentdipolair e≠µ

ToutemolŽculedanslaq uelleilexisteunediss ymŽtriede rŽpartitiondescha rg espositives

µ=q

≠≠≠≠ae G G LÕexistencedÕunmomentdipolaireengendre desin teractionsattr activesfaiblesentr emo- lŽcules(cf.infra ).

7.1.2Polarisabi litŽ

DŽÞnition:polar isabilitŽae

CÕestunegrandeurme sura ntlÕaptitudedunuageŽlect roniqueˆsedŽformersouslÕa ction dÕuncha mpŽlectriquee xtŽrieur. unitŽSI:C 2 .m 2 .J ≠1 3 oucm 3 3 =1,112761◊10 ≠40 C 2 m 2 J ≠1 LapolarisabilitŽaugmente aveclatailledunuageŽlectr onique (lesŽlectronssontde moins enmoinsliŽs aunoyau) doncavec Z. H 2 ONH 3 CH 4 CH 3 ClCCl 4 CH 3 OHC 6 H 6

1,482,262,64,5610,53,2310,4

3 =ú10 ≠24 cm 3 )deq uelque smolŽcules.

7.1.RAPPEL DESPROPRIƒTƒSINT RINSéQUESDES MOLƒCULES183

Na K Rb Cs F Cl Br I

0,150,91,52,71,03,04,156,4

3 =ú10 ≠24 cm 3 )deq uelque sions. Siunc hampŽ lectriquesÕe xercesurunemolŽculepolarisable, ilpeutdŽformerlenuage ŽlectroniquecequidŽcalelebarycen tredesc harges nŽgativesetquif aita ppara"treun momentdipolair einduit.Ce lui-ciesttemporaire ,ildispara"tsi lechampdisparait. CettepropriŽtŽdepola risabilitŽconcernetantles molŽc ulesapolairesquepolaires(dans cecasle momentdipolaire induitte mporairesÕajout eaumomentdipolairepe rmane nt).

Momentdipolaireinduit:

i =ae E

184CHAPITRE7.COHƒSIONDELA MATIé RE.LIAISONSDEFAIBLEƒNER GIE

7.2Lesin teractionsde faibleŽnergie

7.2.1LiaisonsdeVa nderWaals

Figure7.3ÐLeg ec kopeutma rchersurdesparoisver ticalesgr‰ ceauxforcesdeVande r Waals.Source:SteveE vans/WikimediaCommons /Lic enceCCBY Ilexist etroistypesdeliaiso ns(ouinteract ions)deVanderWaals: Ñinteractionentredeuxdip™lespermanen ts(Keesom), Ñinteractionentreundip™lepermanente tundip™leinduit(Debye), Ñinteractionentredeuxdip™lesinstanta nŽsouforcededispers ion(Londo n).

7.2.1.1Interactionentre deuxdip™lespermanents(Interactio ndeKeesom)

DŽÞnition:interaction deKe esom

InteractionattractiveentredeuxmolŽc ulespolaires(possŽdantunmomentdipolair e permanent). Ene ae etexist eentredeuxmolŽculespo lairesuneinteraction dueauxfor cesŽlectrosta- tiquesattract ivesexercŽesparlesmomentsdipolairesŽlec triqueslÕunsurlÕautre:chacun crŽeunchampŽlec triq ueauquellÕautre estsoumis,cequiengendreuncouple deforces tendantˆalignerlesmome nts entreeux. Onpeute nvisagerc etteinteractioncommeuneattrac tiondup™lepositifdÕunedes mo- lŽculessurlep™lenŽg atifdelÕaut re etinverseme nt.

Lesdip™leste ndentˆsÕalignerdef aonˆminimiserleurŽnergie :e≠etdÕorientation .

Ene ae etlՎnerg iedÕinteractiondeKee somdŽpenddelÕorientationdesdeuxdip™les. Siles dip™less ontlibresdetourner (casdesliquideset desgaz),lՎne rgie dÕinteraction estdonnŽepar: W K 2 1 2 2 r 6 1 kT

7.2.LESINT ERACTIONSD EFAIBLEƒNERGIE185

Figure7.4ÐInt er actionentredeuxdip™lespermanents(Kees om):eaeetdÕorien tation W K dŽpendaussidelac onstantediŽlectr ique◊dumilieu.

Exemple:

HCldanslev ideˆ20ûC :W

K =≠3,3kJmol ≠1 Siles dip™less ontÞxes(casdÕuns olide)alorslՎnerg iedeKeesome stproportionnelle 1 r 3 etindŽpenda ntedelatempŽrature. W K 1 r 3

7.2.1.2Interactionentre undip™lepermanentetundip™leinduit( Interac-

tiondeDebye)

DŽÞnition:interactionde Debye

Interactionattractiveentreundip™lep ermanentetundip™leinduit. UnemolŽ culepolairecrŽea utourdÕelleunchampŽlectr ique.SiunemolŽculenon polaire,maispolarisable,s ubitlÕinßuencedec echampŽlectrique,unepolarisationinduit e etdoncunmo mentinduite stc rŽŽ.IlsÕexerc ea lorsuneintera ctionattractivee ntrele ledip™ leinduitestcrŽŽ dansla directionduc hampinduit. Onappelle cetypedÕintera ction,inte ractiondip™le-dip ™leouinteractiondeDebye. Remarque:cetteinterac tion existeaussilorsque deuxdip™lespermanentssonten prŽsence. Ellesesup erpos ealorsˆlÕinteractiondeKeesom. Siledip ™leinduc teurestlibre detourner,lՎnergie dÕinteractio nest: W D 2 1 ae 2 r 6 W D dŽpendaussidelac onstantediŽlectr ique◊dumilieu W D

Exemples:

CHCl 3 etC 6 H 6 (mŽlange) CHCl 3 1 =1D C 6 H 6 :ae 2 =10,4◊10 ≠24 cm 3 r=0,5nm;◊=2 dÕoW D =≠0,02kJmol ≠1

186CHAPITRE7.COHƒSIONDELA MATIé RE.LIAISONSDEFAIBLEƒNER GIE

Exemple:existenc edÕhy dratesdegazrares(Ar,nH

2

O)dueˆ lÕass oc iationentreles

molŽculespolairesH 2

Oetunato mede gazrarepolaris Žpar inßuence.

7.2.1.3Interactionentre deuxdip™lesinstantanŽs(Interactio ndeLondon)

(forcesdeaedispersionae ) LesmolŽcules nonpolaires,ainsiquele satomes degazrares,prŽsententune attractio n mutuelle,dontlesdeuxty pesdÕinterac tionsdŽcr itsjusq uÕicinepeuventrendreco mpte. dedisp ersiondeLondon.

DŽÞnition:interaction deLondon

Interactionattractiveentredeuxdip™le sinstantanŽs. LÕinteractiondeLondonestdÕoriginequantique: ellee stdueauxßuctuationsde la desŽlect ronsnÕestpasˆsymŽtriesphŽrique -alorsquele urdistributio nmoy ennelÕest. Aunedis tribut ioninstantanŽenonsphŽrique correspondundip™leinstantanŽ.Le champ quÕilcrŽe autourdeluientra"ne unepolarisationinduit edelÕa tome adjacent,doncun momentinduit.LÕinvers eseproduit aussi.Onretrouvedoncuneinter action entredeux dip™les,instantanŽsici.

LՎnergiedÕinteractiondeLo ndonest:

W L ae 1 ae 2 r 6 Remarqueimportante:lÕinte ractiondeLondonexistetoujours, quÕils ÕagissedÕatomes oudemolŽc ules nonpolaires,oudemolŽc ulespolair es-danscecasellesesuperpo seaux interactionsdeKeesometdeDebye.

Exemple:

CH 4 ae=2,6◊10 ≠24 cm 3 r=0,5nm dÕoW L =≠0,40kJmol ≠1 ExempledÕoccurence :lÕinteractiondeLondonestre spo nsabledelaliquŽfactionet solidiÞcationdescorpssimples(N 2 ,O 2 ,H 2 )et desgaz raresmo noatomiques(He,Ne...), ainsiqueducomp ortemen tdes gazrŽels.

7.2.1.4Comparaisondesi nteractionsdeVanderWaals

Lestroisty pesdÕinteractions deVanderWaalsontde sŽnergiesen 1 r 6 (forceen 1 r 7

LՎnergiedÕattractionto taleest:

W att =W K +W D +W L a r 6

Sonordre degrandeurest10kJmol

≠1 Letablea usuivantcomparelesdive rsesattractionsde VanderWaals. LÕinteractiondeKeesomaugmenteaveclemo ment dipolaireµ.

7.2.LESINT ERACTIONSD EFAIBLEƒNERGIE187

Figure7.5ÐCompa ra isondesinteractionsdeVanderWaa lspourdes atomesoumolŽ- cules. Figure7.6ÐEvo lutio ndelaforcedeKeesomparmi lesa cide shalogŽnŽs LÕinteractiondeDebyeaugmenteaveclemome ntdip olaireµ 2 etlapola ris abilitŽae. Figure7.7ÐEvo lutio ndelaforcedeDebyeparmile sac ides halogŽnŽs.LÕaugmentat ion deµlÕemporte LÕinteractiondeLondonaugmenteaveclapola risa bilitŽae.Or celle-c iaugmenteavec levo lumedelÕatomeoude lamolŽ cule 1 etdoncav eclamas seatomiqueoumolŽc ulaire M. Figure7.8ÐEvo lutio ndelaforcedeLondonparmiles acide sha logŽnŽs

1.car lenuageŽ lectron ique,plu sŽtenduetcomportantdesŽlectronsmoinsliŽs aunoyau,estpl us

dŽformable

188CHAPITRE7.COHƒSIONDELA MATIé RE.LIAISONSDEFAIBLEƒNER GIE

Remarque:pourlesgazra res He,Ar...seule lÕintera ctiondeLondon existe. Remarque:lÕinteractionde Londo ndŽpendaussidupotentieldÕionisation,dÕo ladi ae renceentreHeet Ar.

Importancerelativedestroisinte ractions:

EngŽnŽr al:

London>Keesom >De bye

PourlesmolŽc ulesdefor tmomentdipolaire:

Keesom>London>Debye

7.2.1.5InteractionrŽpulsi ve

Lesintera ctionsdeVandeWaalssonttoutesattr act ives.Cependa nt, ˆcourtedistance CÕestpourquoiles entitŽsrestentˆunedist ancenonn ullelesunesdesautres. Uneappr oximationacceptabledelՎnergiederŽpuls ionˆcourtedistanceestdonnŽepa r: W rep b r 12 obest uneco nstantecar ac tŽristiquedelÕentitŽconsidŽrŽe(ato meoumolŽcule).

7.2.1.6ƒnergiepotenti elletotale

LÕinteractionentredeuxentitŽsestdoncla sommedesinteractionsde Vander Waals,

LՎnergiepotentielletota leestdonnŽepar:

W(r)=W

att +W rep ≠a r 6 b r 12 Cettecourbeadmetunminim um(pourlequellՎnergie totaleestnŽ gat ive):la dis- tanceminimaledÕapprochede sdeuxent itŽs.

DŽÞnition:rayonde Vander Waals

CÕestlamoitiŽdeladis tanc eminimaledÕapproche. r VdW r min 2 toujoursˆunedistanceaumoins Žga leˆr min

Exemple:

EntredeuxatomesdÕhŽlium :W(r

min =0,3nm)=≠0,076kJ.mol ≠1quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45
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