La polarité de la molécule d'eau et la liaison hydrogène qui en résulte font de l'eau une substance unique aux propriétés particulières, intimement liées aux processus de la vie. Dans ce résumé de cours, tu apprendras la différence entre molécule polaire et apolaire.
- Ce résumé de cours porte sur la molécule polaire et apolaire.
- Tout d'abord, nous allons définir la molécule et la charge électrique.
- Ensuite, nous examinerons l'électronégativité et la liaison polarisée.
- Puis, nous explorerons la polarité des molécules, molécule polaire et apolaire.
- Enfin, nous terminerons par découvrir la polarité de la molécule d'eau.
Qu'est-ce qu'une molécule ?
Une molécule est la plus petite portion d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et physiques. Chaque molécule est un système composé d'un ensemble d'atomes organisés et liés entre eux.
Ces atomes peuvent être du même élément ou d'éléments différents, auquel cas, ils sont appelés composés.
Que sont les charges électriques ?
Les charges électriques sont les propriétés des particules subatomiques qui leur permettent d'exercer une force lorsqu'elles sont placées dans un champ électrique et magnétique.
Les charges électriques sont de deux types : positives et négatives, généralement portées par les porteurs de charge que sont les protons et les électrons.
Les particules subatomiques ou les particules de matière sont des exemples de ces types de charges :
- Les protons sont chargés positivement.
- Les électrons sont chargés négativement.
- Les neutrons ont une charge nulle.
Électronégativité
Les valeurs d'électronégativité peuvent être utilisées par les chimistes pour prédire si les liaisons entre différents types d'atomes sont polaires, apolaires ou ioniques. De nombreux facteurs influencent l'électronégativité au sein des atomes ; il existe également des tendances qui relient les éléments du tableau périodique à l'électronégativité.
Liaison polarisée
Une liaison polarisée est une liaison covalente dans laquelle les électrons formant la liaison sont répartis de manière inégale. On peut dire qu'elle présente une répartition inégale des charges.
La liaison possède ce que l'on appelle un moment dipolaire.
Moment dipolaire
Le moment dipolaire est une mesure de la séparation des charges dans une molécule.
Fig. 1- La polarité de la liaison dans le HCl. L'hydrogène est partiellement chargé positivement et le chlore est partiellement chargé négativement.
Polarité des molécules
Les facteurs contribuant à déterminer la polarité des molécules sont les formes géométriques des molécules et le type de liaison entre leurs atomes.
La polarité est le résultat de la répartition inégale des charges partielles entre les différents atomes d'un composé ou molécule.
Lorsque des atomes se lient chimiquement, ils transfèrent ou partagent des électrons pour se lier et former une molécule. Le fait que les atomes finissent par partager ou transférer des électrons entre eux dépend des éléments impliqués dans la réaction et de la différence de leur électronégativité.
Les atomes ayant une électronégativité élevée arracheront ou partageront de manière inégale les électrons des atomes ayant une électronégativité faible. En outre, les atomes qui ont une électronégativité élevée ont une énergie d'ionisation élevée, c'est-à-dire qu'une grande quantité d'énergie est nécessaire pour les dépouiller de leurs électrons.
Pour plus de détail sur la polarité des molécules consulte le résumé de cours "polarité".
Molécule polaire
Une molécule polaire est une molécule qui ne partage pas uniformément les électrons à travers la liaison covalente et qui présente un dipôle sur les atomes impliqués.
Les molécules polaires sont asymétriques : elles contiennent des paires d'électrons solitaires sur un atome central ou qui ont des atomes liés avec des électronégativités différentes.
Fig. 2- La liaison polaire O-H.
Molécule apolaire
Une molécule apolaire est une molécule qui ne possède aucune charge électrique ou charge partielle.
Les molécules apolaires sont composées d'atomes qui ont une valeur d'électronégativité similaire. Lorsque deux atomes d'électronégativité similaire partagent des électrons dans une liaison covalente, ils sont attirés vers l'un ou l'autre atome de manière égale. Il y a donc une répartition égale de la charge et la molécule entière est neutre, et donc apolaire. Deux exemples importants de molécules apolaires sont l'oxygène \( O=O \) et le dioxyde de carbone \( O=C=O \) .
Fig. 3- Une liaison H-H non polaire.
Molécule d'eau
La molécule d'eau est polaire parce qu'elle a une géométrie courbée qui place les atomes d'hydrogène chargés positivement d'un côté de la molécule et l'atome d'oxygène chargé négativement de l'autre côté de la molécule.
L'effet net est un dipôle partiel, où les atomes d'hydrogène ont une charge positive partielle et l'atome d'oxygène une charge négative partielle.
La raison pour laquelle l'eau est courbée est que l'atome d'oxygène possède encore deux paires d'électrons solitaires après sa liaison avec l'hydrogène. Ces électrons se repoussent l'un l'autre, ce qui a pour effet de courber la liaison \( O-H \) en l'éloignant de l'angle linéaire.
Fig. 4- La polarité de la molécule d'eau.
Rappelle-toi que même si la liaison covalente entre chaque hydrogène et chaque oxygène de l'eau est polaire, une molécule d'eau est une molécule électriquement neutre dans l'ensemble. Chaque molécule d'eau possède \( 10 \) protons et \( 10 \) électrons, soit une charge nette de \( 0 \) .
Molécule polaire et apolaire - Points clés
- Une molécule est la plus petite portion d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et physiques.
- Les charges électriques sont de deux types : positives et négatives, généralement portées par les porteurs de charge que sont les protons et les électrons.
- L'électronégativité est le pouvoir et la capacité d'un atome à attirer vers lui une paire d'électrons dans une liaison covalente.
- Une liaison polarisée présente une répartition inégale des charges.
- Le moment dipolaire est une mesure de la séparation des charges dans une molécule.
- La polarité de la molécule est le résultat de la répartition inégale des charges partielles entre les différents atomes.
- Une molécule polaire présente un dipôle sur les atomes impliqués.
- Une molécule apolaire est une molécule qui ne possède aucune charge électrique ou charge partielle.
- La molécule d'eau est un exemple d'une molécule polaire.
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Gabriel Freitas est un ingénieur en intelligence artificielle possédant une solide expérience en développement logiciel, en algorithmes d’apprentissage automatique et en IA générative, notamment dans les applications des grands modèles de langage (LLM). Diplômé en génie électrique de l’Université de São Paulo, il poursuit actuellement une maîtrise en génie informatique à l’Université de Campinas, avec une spécialisation en apprentissage automatique. Gabriel a un solide bagage en ingénierie logicielle et a travaillé sur des projets impliquant la vision par ordinateur, l’IA embarquée et les applications LLM.
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