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COHÉSION DES SOLIDES Gonzalez B. | Lycée Emile LOUBET | 1°S.

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1 COHÉSION DES SOLIDES Gonzalez B. | Lycée Emile LOUBET | 1°S

2 LES ÉTATS DE LA MATIÈRE La matière peut se présenter sous 4 états : – Les solides (S) – Les liquides (L) – Les gaz (G) – Le plasma (P)

3 LES ÉTATS DE LA MATIÈRE La matière est constituée dentités : atomes, molécules ou ions, maintenus par des interactions de cohésion. Ces entités, sont soumises en permanence à une agitation thermique mesurée par la température. Cest limportance relative de ces deux facteurs (interaction et agitation) qui permet aux entités de se regrouper (phases condensées liquides et solides) ou de rester isolées (gaz).

4 LES INTERACTIONS Il existe plusieurs types dinteractions de cohésion : – La liaison covalente – La liaison ionique – La liaison métallique – La liaison hydrogène – La liaison de Van der Waals

5 LES INTERACTIONS La liaison covalente (I) – Elle résulte de la mise en commun délectrons par les deux atomes concernés. – Cette mise en commun minimise lénergie du système – Chaque atome cherche à obtenir la configuration électronique la plus stable (règle de loctet)

6 LES INTERACTIONS La liaison covalente (II) – Cette liaison est très solide, donc lénergie pour les rompre est très grande. – La conséquence est une température de fusion importante. – Ex : le diamant (3500K)

7 LES INTERACTIONS La liaison métallique : – Dans un métal, certains électrons sont délocalisés et nappartiennent à aucun atome. – Les conséquences sont : Une grande cohésion, donc température de fusion élevée Une bonne conductivité thermique et électrique

8 LES INTERACTIONS La liaison ionique (I) : – Lorsque deux atomes liés ont des électronégativités très différentes, la liaison covalente est totalement dissymétrique. – Lun des atomes transfère son (ses) électron (s) à lautre et chacun des atomes devient un ion.

9 LES INTERACTIONS La liaison ionique (II) : – Les ions formés se rassemblent en structures géométriques (cristaux) correspondant à lempilement maximum. – Les interactions entre ions dans un solide sont très fortes : elles obéissent à la loi de Coulomb en 1/r² et sont de longue portée. Un ion ninteragit donc pas seulement avec ses plus proches voisins mais au-delà

10 LES INTERACTIONS La liaison ionique (III) : – Linteraction augmente avec la valeur de la charge électrique et diminue avec la taille des ions, qui conditionne la distance entre eux. – La température de fusion de NaCl est 800°C. Celle de MgO est 2800°C.

11 LES INTERACTIONS Les 3 types de liaisons fortes : Liaison ioniqueLiaison covalenteLiaison métallique ClBr Cl Br Fe mer délectrons Fe

12 LES INTERACTIONS La liaison de Van der Waals : – Ce sont des interactions de type électrostatique entre deux dipôles. – Ces dipôles peuvent être permanents (molécules polaires) ou temporaires (molécules apolaires)

13 LES INTERACTIONS La liaison Hydrogène : – Ce sont des interactions de type électrostatique entre un atome hydrogène et un atome possédant un doublet électronique non liant. – Il faut que latome dhydrogène soit lié à un atome suffisamment électronégatif (O, N, halogène) – Cette liaison joue un grand rôle dans le cas de leau.

14 POLARITÉ DES MOLÉCULES Une molécule est polaire si le barycentre des charges positives ne coïncide pas avec celui des charges négatives. Les atomes de grande électronégativité portent les charges négatives.

15 POLARITÉ DES MOLÉCULES Moment dipolaire : – Grandeur vectorielle définie par : μ = q.d q : charge électrique (partielle) d : distance entre les charges – Le vecteur est orienté de la charge – vers + – Lunité est le Debye (D)

16 ELECTRONÉGATIVITÉ Cest une grandeur qui traduit laptitude dun atome dattirer à lui le doublet délectrons dune liaison covalente. Plus lélectronégativité est grande, plus les électrons sont proches. Elle augmente de gauche à droite et de bas en haut dans la classification périodique.

17 ELÉCTRONÉGATIVITÉ

18 DU SOLIDE AU LIQUIDE Dans un solide les entités qui le constituent : – Atomes (métaux) – Ions (halogénures métalliques) – Molécules (composés organiques, diiode) sont liés entre elles par des interactions de type métallique, ionique, de Van der Waals ou liaison Hydrogène. Pour passer du solide au liquide, il existe 2 méthodes : – la fusion – la dissolution

19 DU SOLIDE AU LIQUIDE La Fusion (I) : – Lapport dénergie thermique, sous forme de chaleur, augmente lagitation thermique des entités. – Les vibrations augmentent et peu à peu les liaisons se rompent, cest la fusion. – Le liquide na plus de forme propre.

20 DU SOLIDE AU LIQUIDE La Fusion (II) : – Pendant la fusion dun corps pur, toute lénergie fournie est utilisée pour détruire les liaisons, lagitation naugmente pas et la température est constante. – Lénergie quil faut fournir pour provoquer la fusion dune mole de solide sappelle la chaleur latente. – Plus les liaisons sont fortes, plus la chaleur latente est importante.

21 DU SOLIDE AU LIQUIDE. La dissolution (I) : – Il faut distinguer 2 cas : Solvant polaire (eau, alcool) Solvant apolaire (cyclohexane) – Un solvant polaire ne dissout que les solides ioniques ou moléculaires polaires – Un solvant apolaire dissout les solutés apolaires.

22 DU SOLIDE AU LIQUIDE. La dissolution dun cristal ionique dans un solvant polaire : – Laction du solvant se résume à 3 étapes : Animation Animation Destruction des liaisons entre entités du solide Solvatation (Hydratation) des ions. Dispersion des ions – Léquation doit respecter la conservation des éléments et des charges électriques.

23 DU SOLIDE AU LIQUIDE. La dissolution dun soluté polaire dans un solvant polaire – Le solvant va rompre les liaisons de type Van der Waals ou hydrogène. – La solubilité augmente si le soluté est capable de faire des liaisons hydrogène (saccharose) – Si les interactions soluté-solvant sont très fortes, il peut y avoir rupture de liaisons covalente du soluté (ex : dissolution de lacide sulfurique).

24 DU SOLIDE AU LIQUIDE.


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