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