Quelques propriétés de l’eau: La structure de la molécule d’eau explique-t-elle ces propriétés? -température d’ébullition élevée à la pression atmosphérique(100°C)

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1 Quelques propriétés de l’eau: La structure de la molécule d’eau explique-t-elle ces propriétés? -température d’ébullition élevée à la pression atmosphérique(100°C) -bon solvant des composés ioniques (comme le chlorure de sodium) et de certains composés moléculaires (comme le chlorure d’hydrogène) -propriétés ionisantes et hydratantes

2 Structure de la molécule (rappels) Structures électroniques externes des atomes isolés composant la molécule H..H. O. Z=1 (K 1 ) Z=8 (K 2,L 6 ) Les atomes isolés sont instables, comment peuvent-ils se stabiliser?. électron célibataire Doublet d’électrons (non liant) sur un atome

3 Structure de la molécule H..H. O. Les atomes mettent en commun leurs électrons célibataires. Des liaisons covalentes s’établissent entre les atomes et forment un ensemble plus stable: la molécule H.. O.. H

4 Structure de la molécule Formule conventionnelle ( de Lewis ) de la molécule d’eau H O H Doublet liant Doublet non liant Cette formule n’explique pas toutes les propriétés de l’eau…

5 Structure de la molécule Les doublets liants et non liants se repoussent mutuellement car chargés de même signe; ils s’écartent au maximum les uns des autres. Ainsi, la ligne HOH est coudée… Quelle conséquence apporte cette forme géométrique coudée? modèle éclatémodèle compact 105° Les modèles de la molécule

6 Structure de la molécule La forme coudée et la polarisation des liaisons H - O, entrainent une polarisation globale de la molécule ( voir symbole ci-dessous ) La molécule d’eau se comporte comme un petit dipôle électrique Le doublet liant est statistiquement plus proche de l’oxygène que de l’hydrogène Les liaisons O-H sont donc polaires { symbolisation: O(-  )- H(+  ) avec 0<  <e} (*) on dit alors que O a une électronégativité plus forte que H

7 Les conséquences de cette structure: les propriétés de l’eau Dissolution et hydratation des composés ioniques Comment expliquer la solubilité dans l’eau du sulfate de cuivre anhydre et son changement de couleur?

8 Interprétation de la dissolution dans l’eau du sulfate de cuivre Les molécules séparent les ions du cristal (dissolution)… …et les ions s’entourent de molécules d’eau (hydratation)

9 La dissolution dans l’eau d’un composé moléculaire gazeux (HCl) Le ballon rempli de gaz HCl est retourné. L’extrémité du tube bouché est plongé dans la cuve. En débouchant le tube, l’eau est aspiré et la solution passe du bleu au jaune en pénétrant dans le ballon (formation d’un jet d’eau).

10 Comment expliquer cette aspiration de l’eau et son changement de couleur? La molécule d’eau arrache un proton à la molécule HCl elle-même polaire. La solution devient acide :formation de H3O+.H3O+. (l’aspiration résulte de la disparition du gaz HCl et donc d’un abaissement de la pression dans le ballon)

11 Les propriétés de l’eau(suite) Pourquoi l’eau est-elle liquide et le dioxyde de carbone gazeux dans les conditions habituelles de température et pression?

12 Les molécules CO 2 apolaires restent éloignées Les molécules polaires H 2 O s’attirent entre H et O (liaisons hydrogènes) L’eau est à l’état liquide Dans les mêmes conditions, le dioxyde de carbone est un gaz Echap