chapitre 11 : cohesion des solides ioniques et …

CHAPITRE 11 :

COHESION DES

SOLIDES IONIQUES

ET MOLECULAIRES

compétences:

• Interpréter la cohésion des solides ioniques et

moléculaires

• Réaliser des expériences d'électrisation

• Recueillir et exploiter des informations sur les

applications de la structure de certaines

molécules

• Alcanes/ alcools, miscibilité, distillation

I ) DIFFÉRENTS ETATS DE LA MATIERE:

• Gaz

• Liquide

• solide

II .COMMENT INTERPRÉTER LA COHÉSION

DES SOLIDES IONIQUES?

1. Electrisation

• par contact

• par frottement

Les électrons se déplacent dans un solide, les électrons sont transférés d'un corps à l'autre.

Deux corps portant des charges de même signe se repoussent alors que des corps portant des charges de signe contraire s'attirent.

voir TP électrisation.

2. CRISTAL IONIQUE

• Un solide ionique est un empilement régulier d'anions et de

cations dans l'espace.

• Dans un cristal ionique chaque ion s’entoure d’ions de signes opposés. L’interaction électrostatique existant entre ces ions de charges contraires assure la cohésion du solide ionique.

• la liaison ionique assure la cohésion d’un solide ionique

• Exemple de solide ionique : le sel de cuisine NaCl (chlorure de sodium), constitué d’ions Na+ et Cl-

• Un solide ionique est neutre

• Les solides ioniques ne conduisent pas l’électricité car les ions ne sont pas mobiles.

Exemple :

Na2SO4 est constitué de 2 ions sodium Na+ pour

1 ion sulfate SO42-

Ce solide ionique se nomme : sulfate de

sodium

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QUELQUES STRUCTURES

CRISTALLINES

De nombreux solides ioniques et métalliques

cristallisent dans ces trois systèmes :

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QUELQUES MINÉRAUX CRISTALLISÉS

IONIQUES

Remarquer la correspondance

macroscopique-microscopique

modèle de la structure

cubique par diffraction

des rayons X

Cristaux de fluorine CaF2

3.LOI DE COULOMB

III. NOTION D'ÉLECTRONÉGATIVITÉ

Activité

Définition: (à dicter)

Les électrons engagés dans une liaison covalente peuvent ne pas être partagés de manière identique entre les 2 atomes engagés dans la liaison : un des atomes est « radin » ou « Picsou » et a tendance à « garder » pour lui les électrons. On dit que la liaison est polarisée.

Si la différence d'électronégativité est

importante, la liaison devient polarisée.

Il se forme un dipôle électrique constitué de 2

charges ponctuelles de charges opposées +q

et - q séparées d'une distance d.

IV. CARACTÈRE POLAIRE D’UNE MOLÉCULE

Vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=amANIY-

Pl_g

filet d'eau

V. Comment interpréter la cohésion des solides

moléculaires?

Un solide moléculaire est un empilement régulier de

molécules dans l'espace.

ex: la molécule d'eau à l'état solide (flocon de

neige).

LIAISON COVALENTE DANS LES

SOLIDES

• La température de fusion des composés covalents est très élevée :

le diamant fond à 3500 K et le graphite se sublime à 3700 K.

Structure de la cristobalite

SiO2

partiellement ionique

Si

O

Quartz Graphite : structure en

plans liés par forces de

Van der Waals.

Diamant : structure

tétraédrique liée par

covalence forte.

1.LIAISONS DE VAN DER WAALS

Voir activité

Comment expliquer que le sucre soit solide ?

Comment expliquer que les molécules de sucre s’accrochent entre elles ?

Dicter la conclusion

Exemple:

La molécule ICl est polarisée et la charge

partielle négative est portée par l’atome de

chlore.

Les interactions électrostatiques entre ces dipôles instantanés assurent la cohésion du solide moléculaire.

2.LA LIAISON HYDROGÈNE

Activité

C’est un cas particulier .

+ forte intensité que Van Der Waals « classique »

Elle se forme entre un atome d’hydrogène lié à un atome très électronégatif (O, N, F) et un atome très électronégatif (O, N, F) et porteur d'un doublet non liant.

Toute molécule qui possède des groupes –O-H présente des liaisons hydrogène qui vont participer, en plus des liaisons de Van der Waals, à la cohésion du solide moléculaire.

1) Evolution des températures de

changement d’état en fonction de la

longueur de la chaîne carbonée:

VI) Applications alcanes/alcools

Les températures de fusion et

d’ébullition des alcanes

augmentent avec la longueur de

leur chaîne carbonée.

2) EVOLUTION DES TEMPÉRATURES DE

CHANGEMENT D’ÉTAT EN FONCTION DU NOMBRE

DE RAMIFICATIONS :

Pour des alcanes

isomères, linéaires ou

ramifiés, on constate que la

température d’ébullition est

d’autant plus basse que

l’alcane est ramifié.

3) LA DISTILLATION FRACTIONNEE

powerpoint distillation

• Un montage de distillation fractionné permet de

réaliser la séparation des espèces d’un liquide

homogène en fonction des températures

d’ébullition des espèces présentes.

• Ex 12 p 208

4) TEMPÉRATURES DE CHANGEMENT D’ÉTAT :

• Les températures d’ébullition

des alcools augmentent avec

la longueur de leur chaîne

carbonée.

• Les températures d’ébullition

des alcools sont supérieures

à celles des alcanes de

mêmes chaînes carbonées.

Les alcools sont moins

volatils que les alcanes.

5) MISCIBILITÉ AVEC L’EAU :

• Toute molécule d’alcool R–OH comporte deux

groupes :

Un groupe hydroxyle – OH : ce groupe est hydrophile (aime l’eau) car il peut établir des liaisons hydrogène avec les molécules d’eau.

Un groupe alkyle –R : ce groupe est hydrophobe comme les alcanes sont hydrophobes

• La miscibilité des alcools avec l’eau diminue lorsque la longueur de la chaîne carbonée croît.

Ex10,11 , 26 p 209-212