Moment dipolaire

maintenant que nous savons écrire des structures de lewis et prédire la géométrie des molécules intéressons nous à la polarité des molécules en utilisant ce qu'on appelle le moment dipolaire pour illustrer ce qu'est le moment dipolaire prenons un proton que je note ici plus et qui a une charge élémentaire positive que l'on note plus tu prenons maintenant un électron que je représente ici par un moins lui aussi possède une charge élémentaire grand cul qui sera négative je note donc moins du mont proton et mon électrons sont séparés par une distance petits dés que je note ainsi nous avons donc affaire ici à un dipôle avec un pool plus et un pool - et son moment dipolaire que l'on note avec la lettre grecque nu et bien c'est un vecteur qui par convention va du moins vers le plus et que l'on note mu est la norme de mu sa valeur est égale à la charge élémentaire grand cul fois la distance petits dés le moment dipolaire mu s'exprime en 2 by que l'on note grande et tu pourras voir dans certains livres la convention inverse avec un vecteur mu qui pointe du plus vers le moins mais au fond cela n'a pas vraiment d'importance parce que ce qui compte c'est de savoir si la molécule est polaire ou non et on dit qu'une molécule est polaire si le barycentre des charges positives et celui des charges négatives ne sont pas confondu prenons l'exemple du hcr comme nous l'avons vu dans une précédente vidéo je sais que l'atom de chlore est beaucoup plus électro négatif que l'atome d'hydrogène il va donc attirer plus fortement vers lui les deux électrons de la liaison il va donc avoir autour de lui une forte densité électronique et il va acquérir une charge partielle négative que l'on note petit delta moins au contraire cet atome d'hydrogène ici va avoir une densité électroniques beaucoup plus faible autour de lui et il va donc acquérir une charge partielle positive que l'on note petit delta plus nous avons donc affaire ici à une molécule plane qui correspond un dipôle avec un pôle négatif ici avec une haute densité d'électrons et un pôle positif ici avec une faible densité d'électrons il s'agit donc d'un dipôle et son moment dipolaire est un vecteur que l'on va noter mu et qui par convention va aller du moins vers le plus voici le vecteur mu et dont la norme la valeur va valoir la charge partielle petit delta fois petits dés la distance entre ces deux atomes et si on détermine la valeur de mu est égal à 1,11 de bail la molécule d'acheter elle possède donc un moment dipolaire non nul et il s'agit donc d'une molécule polaire il s'agit d'une molécule polaire une autre façon de voir les choses est de s'intéresser aux paris centre des charges positives et négatives le pari sont des charges négatives se trouve ici au niveau de l'atome de chlore alors que le paris centre des charges positives se trouve au niveau de l'atome d'hydrogène les deux barycentre ne sont donc pas confondu la molécule est donc bien polaire prenons maintenant l'exemple de la molécule de co2 du dioxyde de carbone sa structure de lewis est la suivante un atome de carbone liées un premiers atomes d'oxygène par une double liaison est liée au second atome d'oxygène par une double liaison également sa structure dans l'espace et linéaire et je la représente donc dans le plan pour déterminer le moment dipolaire du co2 je vais commencer par m'intéresser à l'électro négativité des différents at home je sais que l'oxygène est beaucoup plus électro négatif que le carbone il va donc attirer plus fortement vers lui le nuage électronique de cette liaison et il va donc acquis rires une charge partielle négative que l'on note petit delta - au contraire autour de cet atome de carbone la densité électronique sera beaucoup plus faible et il va donc acquérir une charge partielle positive que je note delta plus de ce côté de la molécule c'est la même chose l'oxygène ici est beaucoup plus électro négatif que le carbone il va donc acquérir une charge partielle négative delta - est ici le carbone va acquérir une seconde charge partielle positive que je note delta plus pour déterminer le moment dipolaire de l'ensemble de la molécule je vais m'intéresser séparément aux moments dipolaires de chacune de ces deux liaisons prenons cette première liaison carbone oxygène il s'agit d'une liaison polarisé il s'agit d'un dipôle avec un pool plus et un pool - le moment dipolaire est donc un vecteur qui va par convention du moins vers le plus ainsi et que nous allons noté mu 1 et de ce côté c'est la même chose nous avons ici une liaison polarisé un dipôle avec un pool plus et un pour le moins le moment dipolaire est donc un vecteur qui par convention va aller du moins vers le plus est que nous allons noté mme u2 pour déterminer le moment dipolaire mue de l'ensemble de ma molécules il me suffit d'ajouter mieux un plus mu 2 or la molécule étant symétrique les moments dipolaires muin ému deux sont dans le même axe mais avec une direction opposée et une valeur identique puisqu'il s'agit ici des deux mêmes atom avec la même charge partielle petit delta et la même distance carbone oxygène la somme des vecteurs muin ému 2 est donc égale aux vecteurs nul c'est un peu comme si ici ces deux oxygène faisait un bras de fer avec une force strictement égal mais dans des directions strictement opposées donc rien ne bouge personne ne gagne les forces s'annulent le co2 n'est donc pas un dipôle il a un moment dipolaire nul il s'agit d'une molécule à polaire une molécule à polaire une autre façon de voir les choses est de constater que le barycentre des charges négatives se trouve au milieu du segment formé par les atomes d'oxygène c'est à dire au niveau de l'atome de carbone et que le barycentre des charges positives se trouve lui aussi au niveau de l'atome de carbone les barycentre sont confondus la molécule est donc à polaire prenons maintenant l'exemple de l'eau h2o dans l'espace la molécule d'âge 2 aux formes ce qu'on appelle une coudée avec un atome d'oxygène au centre et ses deux doubles et d'électrons libres de ce côté 1 premiers atomes d'hydrogène et de ce côté ci un deuxième atomes d'hydrogène avec un angle ainsi formé d'environ 104 gré pour analyser le moment dipolaire de ma molécules d'eau je vais commencer par analyser l'électro négativité des différents at home je sais que l'oxygène est beaucoup plus électro négatif que l'hydrogène il va donc attirer vers lui les deux électrons de cette liaison et il va donc acquérir une charge partielle négative que l'on note petit delta - au contraire autour de cet atome d'hydrogène il y aura une densité électroniques beaucoup plus faible et il va donc acquérir une charge partielle positive petit delta plus de ce côté ci de la molécule c'est la même chose avec l'atom d'oxygène beaucoup plus électro négative que l'atome d'hydrogène l'oxygène va donc acquérir une seconde charge partielle négative petit delta - et l'hydrogène ici va acquérir une charge partielle positive petit delta plus ici encore pour analyser le moment dipolaire de l'ensemble de ma molécules je vais m'intéresser séparément à chacune de ses deux liaisons cette première liaison oxygène hydrogène est une liaison polarisée c'est un dipôle avec un pool - et un pôle plus son moment dipolaire est donc un vecteur qui par convention va aller du moins vers le plus est que nous allons noté mu 1 de ce côté ci c'est la même chose nous avons une liaison polarisé avec un pool - et un pôle plus est donc un moment dipolaire qui par convention va aller du moins vers le plus est que nous allons noté mme u2 le moment dipolaire de la molécule d'eau mu est donc égale à mu 1 + mude pour sommer ces deux vecteurs il me suffit de transe la ténue deux ici là je le trans lattes et j'obtiens donc un vecteur mue comme ceci voici le moment dipolaire de la molécule d'eau et si je détermine le moment dipolaire de la molécule d'eau il est égal à 1,85 de bail la molécule d'eau et donc une molécule polaire c'est une molécule polaire si on s'intéresse au barycentre des charges positives et négatives on peut voir que le barycentre des charrs négative est au niveau de l'atome d'oxygène alors que le barycentre des charges positives se trouve au milieu du segment formé par les deux atomes d'hydrogène ces deux barycentre ne sont non pas confondu la molécule est donc bien polaire prenons maintenant l'exemple du ccl cats le tétrachloroéthylène août et traque l'horreur de carbone sa formule de lewis est la suivante un atome de carbone liées à quatre atomes de chlore et sa structure dans l'espace et tetra hydrique ce qui signifie que se clore et se clore et ce carbone sont dans le même plan se clore ici est en avant du plan et celui ci en arrière du plan et tous les angles chlore carbone chlore sont égales à 109,5 degré comment sont comme toujours par analyse électro négativité des différents at home je sais que l'atom de chlore est beaucoup plus électro négatif que l'atom de carbone il va donc attirer plus fortement vers lui les électrons de la liaison et va acquérir une charge partielle négative petit delta - et c'est le cas pour tous ces atomes de chlore je le remets donc des charges partielles négative petit delta - au contraire la tonne de carbone va avoir une plus faible densité électronique autour de lui et il va acquérir 4 charge partielle positive ici encore pour analyser le moment dipolaire de l'ensemble de ma molécules je vais m'intéresser séparément à chacune des lises prenons cette première liaison carbone clore il s'agit ici d'une liaison polarisé avec un pool plus et un pool - son moment dipolaire est donc caractérisé par un vecteur qui par convention va aller du moins vers le plus est que nous allons noté mu 1 c'est la même chose ici je note donc le moment dipolaire de cette liaison mu 2 ici voici mis 3 et enfin mu 4 le moment dipolaire de l'ensemble de ma molécule est donc le vecteur mu qui est égal à mu un plus mu de +8 3 et enfin plus mû 4 ce qui est important de remarquer ici c'est que tous les atomes autour du carbone sont identiques donc mon tétraèdre est une molécule symétrique dans le sens où quelle que soit la façon dont on la tourne on verra toujours la même chose et le fait que cette molécule soit symétrique fait que si l'on sommes mus un plus mû de plus mes trois plus mû 4 on obtient le vecteur nul les vecteurs mood chacune de mes liaison s'annulent les uns les autres le ccl 4 est donc une molécule à polaire en termes de paris centre des charges on peut voir que le barycentre des charges négatives se trouve au centre du tétraèdre formé par les quatre atomes de chlore c'est à dire au niveau de l'atome de carbone et le barycentre des charges positives ce site il lui également au niveau de l'atome de carbone donc les deux barycentre sont confondus et la molécule est donc bien à polaire prenons maintenant un dernier exemple en remplaçant cet atome de chlore par un hydrogène pour déterminer le moment dipolaire de cette molécule comment sont comme toujours par analyse et l'électro négativité des différents atouts je sais que l'atom de carbone est très légèrement plus électro négatif que l'atome d'hydrogène cependant comme nous l'avons vu dans une précédente vidéo nous allons considérer que ceux ci est négligeable je vais donc considérer que la liaison carbone hydrogène et non polaire concernant les autres atomes il y avait six trois atomes de chlore qui sont donc tous beaucoup plus électro négatif que le carbone et ils vont tous acquérir une charge partielle négatives telles tu as moins jeunes témoins et au contraire l'atome de carbone va acquérir trois charges partielles positives 3 delta plus ensuite intéressons nous à chacune des liaisons pour cette liaison carbone hydrogène il n'y a pas de moment dipolaire car il n'y a pas de différence significative d'électro négativité par contre pour cette liaison carbone chlore j'ai ici une liaison polarisé avec un pool - et un pôle plus le moment dipolaire sera donc un vecteur allons du moins vers le plus et que je vais noté mu 1 voici ici mu 2 est enfin mis trois le moment dipolaire de ma molécules de trichloroéthane ou chloroforme et donc le vecteur mu et il est égal à la somme des moments dipolaires de chacune de mes lisons donc il est égale pour la liaison ch au vecteur nul plus mû un plus mu de plus de 3 il faut bien noter ici que ce tétraèdre n'est pas symétrique puisque autour du carbone je n'ai pas quatre atomes identique mais seulement 3 chlore est un atome d'hydrogène la somme de mu plus mû de plus mis 3 va donc être ce vecteur mu qui pointent ici vers le haut et si je détermine la valeur de mu pour ma molécules de chloroforme et bien c'est égal à 1,01 de bail la molécule de chloroforme ou de triclot méthane est donc une molécule polaire une molécule polaire en termes de barycentre décharge on peut voir que le barycentre des charges négatives se situe au centre du triangle formé par les trois atomes de chlore il n'est donc pas confondu avec celui des charges positives qui se situe au niveau du carbone il s'agit donc bien d'une molécule polaire