Introduction à la chimie
Objectif d’apprentissage
- Expliquer la cause d’une force dipôle-dipôle.
Points clés
- Les interactions dipôle-dipôle se produisent lorsque des charges partielles se forment au sein d’une molécule en raison de la distribution inégale des électrons.
- Les molécules polaires s’alignent de sorte que l’extrémité positive d’une molécule interagisse avec l’extrémité négative d’une autre molécule.
- Contrairement aux liaisons covalentes entre les atomes d’une molécule (liaison intramoléculaire), les interactions dipôle-dipôle créent des attractions entre les molécules d’une substance (attractions intermoléculaires).
Termes
- liaison hydrogène attraction intermoléculaire entre l’hydrogène et le fluor, l’oxygène ou l’azote.
- Molécule de polarA qui a un moment dipolaire.
- dipoleUne molécule qui a à la fois de légères charges positives et négatives à chaque extrémité.
Les forces intermoléculaires sont les forces d’attraction ou de répulsion qui agissent entre les particules voisines (atomes, molécules ou ions). Ces forces sont faibles par rapport aux forces intramoléculaires, telles que les liaisons covalentes ou ioniques entre les atomes d’une molécule. Par exemple, la liaison covalente présente dans une molécule de chlorure d’hydrogène (HCl) est beaucoup plus forte que toutes les liaisons qu’elle peut former avec des molécules voisines.
Types de Forces intermoléculaires attrayantes
- Forces dipolaires-dipolaires: interactions électrostatiques des dipôles permanents dans les molécules; comprend la liaison hydrogène.
- Forces ion-dipôle: interaction électrostatique impliquant un dipôle partiellement chargé d’une molécule et un ion complètement chargé.
- Forces dipolaires induites par le dipôle instantané ou forces de dispersion de London: forces causées par des mouvements corrélés des électrons dans des molécules en interaction, qui sont les forces intermoléculaires les plus faibles et sont classées en tant que forces de van der Waals.
Attractions dipolaires
Les interactions dipolaires–dipolaires sont un type d’attraction—attraction intermoléculaire entre deux molécules. Les interactions dipôle-dipôle sont des interactions électrostatiques entre les dipôles permanents de différentes molécules. Ces interactions alignent les molécules pour augmenter l’attraction.
Un monopole électrique est une charge unique, tandis qu’un dipôle est deux charges opposées étroitement espacées l’une de l’autre. Les molécules qui contiennent des dipôles sont appelées molécules polaires et sont très abondantes dans la nature. Par exemple, une molécule d’eau (H2O) a un grand moment dipolaire électrique permanent. Ses charges positives et négatives ne sont pas centrées au même point; il se comporte comme quelques charges égales et opposées séparées par une petite distance. Ces attractions dipolaires-dipolaires confèrent à l’eau plusieurs de ses propriétés, y compris sa tension superficielle élevée.
Distribution inégale des électrons
Le dipôle permanent dans l’eau est causé par la tendance de l’oxygène à attirer des électrons vers lui-même (c’est-à-dire que l’oxygène est plus électronégatif que l’hydrogène). Les 10 électrons d’une molécule d’eau se trouvent plus régulièrement près du noyau de l’atome d’oxygène, qui contient 8 protons. En conséquence, l’oxygène a une légère charge négative (δ-). Parce que l’oxygène est tellement électronégatif, les électrons se trouvent moins régulièrement autour du noyau des atomes d’hydrogène, qui n’ont chacun qu’un proton. En conséquence, l’hydrogène a une légère charge positive (δ +).
Exemples d’interactions dipôle-Dipôle
Un autre exemple d’interaction dipôle–dipôle peut être vu dans le chlorure d’hydrogène (HCl) : l’extrémité relativement positive d’une molécule polaire attirera l’extrémité relativement négative d’une autre molécule de HCl. L’interaction entre les deux dipôles est une attraction plutôt qu’une liaison complète car aucun électron n’est partagé entre les deux molécules.
Molécules symétriques sans Moment dipolaire global
Les molécules contiennent souvent des liaisons polaires en raison des différences d’électronégativité, mais n’ont pas de moment dipolaire global si elles sont symétriques. Par exemple, dans la molécule de tétrachlorométhane (CCl4), les atomes de chlore sont plus électronégatifs que les atomes de carbone, et les électrons sont attirés vers les atomes de chlore, créant des dipôles. Cependant, ces dipôles carbone-chlore s’annulent mutuellement car la molécule est symétrique et CCl4 n’a pas de mouvement dipolaire global.
Liaisons hydrogène
Les liaisons hydrogène sont un type d’interactions dipôle-dipôle qui se produisent entre l’hydrogène et l’azote, le fluor ou l’oxygène. Les liaisons hydrogène sont extrêmement importantes en biologie, car les liaisons hydrogène maintiennent les bases de l’ADN appariées, aidant l’ADN à maintenir sa structure unique.