Chimie polarité

[Laurie12]

Hello !

J'ai tjr du mal avec les qcm sur la polarité et là j'ai remarqué en révisant la bioch que sur mon cours j'avais écrit que les atomes polaires étaient O P N S. 

Déjà je crois savoir que quand on a un H c'est apolaire. Mais est-ce que du coup dès qu'il y a un de ces 4 atomes la mol est polaire ET SI il n'y en a aucun elle est apolaire ? Par contre si on a OH2 du coup c'est apolaire car on a quand même les H ? 

Merci !

[Ukulaelae]

Coucou !

Pour commencer, attention : un atome n'est pas polaire/apolaire ! Ca se dit pour les molécules.

 

Ensuite je pense qu'il ne faut pas penser comme ça. Par exemple, H20 c'est bien polaire, car O et bien plus électronégatif que les H, et en plus ces H ne sont pas alignés avec l'O (jsp si tu vois ce que je veux dire, 2 doublets non liants toussa toussa). Ce qui fait que du coup quand tu vois la molécule, il y a un côté plus électronégatif =delta- (côté du O) et l'autre côté moins électronégatif =delta+ (côté des deux H).

 

Pour t'aider, regarde ci-dessous.

 

Alors que si par exemple deux atomes identiques sont de part et d'autre d'un troisième atome et qu'ils sont alignés (exemple ci-dessous), la molécule va être apolaire pcq les deltas s'annulent.

 

Voilà. J'espère avoir répondu, dis moi si tu as d'autres questions ou si tu veux plus de détails

[Laurie12]

Oui mais le souci c'est que j'ai tjr l'impression que les atomes ont une électronégativité bien différente puisque par exemple leur Z sont très éloignés et pourtant non c'est apolaire. J'arrive pas à faire la différence.

[Ukulaelae]

T'aurais un exemple?

En tout cas je pense que Ce qui est le plus important est de savoir comment les atomes sont disposés entre eux

[Amélithium]

Coucou @Laurie12 !

 

Merci @Ukulaelae ! ❤

 

En Chimie, il faut considérer qu'une molécule est polaire si elle possède un moment dipolaire non nul. Pour trouver le moment dipolaire, il faut regarder les liaisons et voir si elles sont polarisées. La somme de ces vecteurs de polarisation donne le moment dipolaire. Pour voir si une liaison est polarisée, il faut regarder s'il y a une différence d'électronégativité entre les 2 atomes de la liaison. 

Si je prends qq exemples : 

H2O est polaire car O est plus EN que H, cette différence d'EN entre 2 atomes de chaque liaison fait que la molécule est polaire car elle est coudée -> attention pour regarder les vecteurs, il faut prendre la molécule dans sa configuration dans l'espace (et pas en 2D)

CO2 est apolaire, les O sont plus EN que C donc les liaisons sont polarisées donc on va avoir 2 vecteurs qui partent du C et vont vers les O. Or la molécule est de forme linéaire donc les 2 vecteurs vont s'annuler, donc on va avoir un moment dipolaire nul et donc une molécule apolaire.

Pareil pour CF4, qui est apolaire car tous les vecteurs des liaisons C-F (F plus EN que C) s'annulent entre eux, donc elle est a un moment dipolaire nul et est donc apolaire.

Par contre, CH3F est polaire car les liaisons C-H ne sont pas polarisées mais la liaison C-F l'est donc on va avoir un seul vecteur sur cette molécule et donc un moment dipolaire non nul et donc une molécule polaire.

 

Il faut considérer que C et H ont des EN similaires (pour la polarité, souviens toi qu'en oxydo, on les différencie). Donc les liaisons C-H ne sont pas polarisées.

En chimie, comparée à la biomol, on simplifie bcp donc par exemple si tu prends une très longue chaine carbonée (ex 20 C) avec juste un OH qq part, tu vas considérer que la molécule est polaire car le O est plus EN que le C auquel il est lié et qu'au H auquel il est également lié donc ici tu as 2 liaisons polarisées (donc 2 vecteurs d'intensité et de directions différentes) dans la molécule donc la molécule est polaire car elle a un moment dipolaire non nul !

 

Le 20/04/2021 à 13:58, Laurie12 a dit :

O P N S

C'est vrai qu'en bioch on considère que ces atomes sont "polaires" (raccourci souvent utilisé pour dire que si tu as une molécule avec ces atomes, elle sera polaire car ils sont très EN en comparaison aux autres atomes de la molécule (C et H)). On ne t'a donné que ceux-là pcq ce sont ceux que l'on retrouve dans les lipides complexes (les phospholipides possèdent des P, donc polaires, sphingomyéline et PC possèdent des N donc polaire aussi, ...) mais il en existe d'autres bien sur. 

Pour les QCM de Chimie, il faut que tu regardes les atomes qui composent ta molécule pour trouver s'il y a des liaisons polarisées (= liaison entre 2 atomes d'EN différentes) et si le moment dipolaire est nul ou non selon la géométrie de la molécule dans l'espace : s'il est nul alors ta molécule est apolaire, dans le cas contraire, s'il est non nul, alors elle est polaire.

 

Le 20/04/2021 à 13:58, Laurie12 a dit :

Déjà je crois savoir que quand on a un H c'est apolaire.

Ce n'est pas que si tu as un (ou des C) et un (ou des) H que c'est apolaire, c'est si tu n'as uniquement que de ça vu que toutes les liaisons, qui seront donc C-C (non polarisée car entre 2 atomes de même EN) et C-H seront non polarisées. Donc si toutes les liaisons sont non polarisées tu en déduis que la molécule est apolaire car tu n'as pas de moment dipolaire.

Par ex, CH4 est apolaire mais CH3OH est polaire.

 

Le 20/04/2021 à 13:58, Laurie12 a dit :

Mais est-ce que du coup dès qu'il y a un de ces 4 atomes la mol est polaire ET SI il n'y en a aucun elle est apolaire ?

Oui et non ... Il faut que tu regardes les liaisons entre les atomes. Si tu prends l'O2, elle est apolaire pourtant tu as 2 O, c'est pcq la liaison O-O est non polarisée car tu as 2 atomes de même EN et donc un moment dipolaire nul.

Mais ce sont généralement des exceptions sur de petites molécules (O2, Cl2, F2, S2, ...), quand tu as des molécules avec des C, des H et des atomes EN (F, O, N, S, P, Cl, ...), alors oui tu auras des liaisons polarisées et donc des molécules polaires à condition que le moment dipolaire soit non nul (ça dépend de la géométrie de la molécule).

Il n'y a pas que ces 4 atomes, tu trouves Cl et F notamment dans bcp d'items qui sont très EN (mais pas présents dans les cours de bioch car ils ne sont pas présents dans les molécules qu'on te décrit en cours).

 

Le 20/04/2021 à 13:58, Laurie12 a dit :

Par contre si on a OH2 du coup c'est apolaire car on a quand même les H ? 

Les liaisons O-H sont polarisées donc H2O est polaire car tu as un moment dipolaire non nul en raison de la configuration coudé de la molécule, ce qui fait que les 2 vecteurs ne s'annulent pas.

 

Le 20/04/2021 à 14:48, Laurie12 a dit :

Oui mais le souci c'est que j'ai tjr l'impression que les atomes ont une électronégativité bien différente puisque par exemple leur Z sont très éloignés et pourtant non c'est apolaire. J'arrive pas à faire la différence.

Oui quasi tous les atomes ont des EN différentes, sauf C et H où tu considères que c'est pareil. Par ex EN(Na) < EN(C) donc CH3Na est polaire car C-Na est une liaison polarisée.

 

Est-ce que c'est un peu plus clair ?

 

Si tu as des items ou des QCM où tu as du mal, n'hésite pas à nous les envoyer pour qu'on te l'explique !

[Laurie12]

Ok je pense avoir mieux saisi ! Mais dans tous les cas si je trouve des atomes comme Br F O P N S Al ou Cl et qu'ils sont liés à un C ou un H alors ça sera polaire. Par contre si ils sont mis ensemble comme BrF ou OP là c'est apolaire ? 

il y a une heure, Amélithium a dit :

Coucou @Laurie12 !

 

Merci @Ukulaelae ! ❤

 

Je rectifie juste un petit truc : en Chimie (du moins pour vous), il faut considérer qu'une molécule est polaire à partir du moment où un ou plusieurs atomes ont des électronégativités différentes -> par ex, H2O est polaire car O est plus EN que H, cette différence d'EN entre 2 atomes d'une liaison fait que la molécule est polaire ; idem pour CO2, les O sont plus EN que C donc molécule polaire ; pareil pour CCl4 ou CH3Cl vu que Cl est très EN comparé à C donc ces molécules sont polaires. 

Après il faut différencier la polarité d'une molécule avec son moment dipolaire (une molécule peut être polaire et avoir un moment dipolaire nul si la géométrie dans l'espace fait que les petits moments dipolaires s'annulent).

Il faut considérer que C et H ont des EN similaires (pour la polarité, souviens toi qu'en oxydo, on les différencie). Donc les liaisons C-H ne sont pas polarisées, mais si dans ta molécule tu as une seule (ou plusieurs, mais une seule suffit) liaison polarisée alors tu considères que le molécule est polaire. 

En chimie, comparée à la biomol, on simplifie bcp donc par exemple si tu prends une très longue chaine carbonée (ex 20 C) avec juste un OH qq part, tu vas considérer que la molécule est polaire car le O est plus EN que le C auquel il est lié et qu'au H auquel il est également lié donc ici tu as 2 liaisons polarisées dans la molécule donc la molécule est polaire !

 

C'est vrai qu'en bioch on considère que ces atomes sont "polaires" (raccourci souvent utilisé pour dire que si tu as une molécule avec ces atomes, elle sera polaire car ils sont très EN en comparaison aux autres atomes de la molécule (C et H)). On ne t'a donné que ceux-là pcq ce sont ceux que l'on retrouve dans les lipides complexes (phospholipides possèdent des P, donc polaires, sphingomyéline et PC possèdent des N donc polaire aussi, ...) mais il en existe d'autres bien sur. 

Pour les QCM de Chimie, il faut que tu regardes les atomes qui composent ta molécule pour trouver s'il y a des liaisons polarisées (= liaison entre 2 atomes d'EN différentes) : si oui alors ta molécule est polaire, dans le cas contraire, alors elle est apolaire.

 

Ce n'est pas que si tu as un (ou des C) et un (ou des) H que c'est apolaire, c'est si tu n'as uniquement que de ça vu que toutes les liaisons, qui seront donc C-C (non polarisée car entre 2 atomes de même EN) et C-H seront non polarisées. Donc si toutes les liaisons sont non polarisées tu en déduis que la molécule est apolaire.

Par ex, CH4 est apolaire mais CH3OH est polaire.

 

Oui et non ... Il faut que tu regardes les liaisons entre les atomes. Si tu prends l'O2, elle est apolaire pourtant tu as 2 O, c'est pcq la liaison O-O est non polarisée pcq tu as 2 atomes de même EN.

Mais ce sont généralement des exceptions sur de petites molécules (O2, Cl2, F2, S2, ...), quand tu as des molécules avec des C, des H et des atomes EN (F, O, N, S, P, Cl, ...), alors oui tu auras nécessairement des liaisons polarisées et donc des molécules polaires.

Il n'y a pas que ces 4 atomes, tu trouves Cl et F notamment dans bcp d'items qui sont très EN (mais pas présents dans les cours de bioch car ils ne sont pas présents dans les molécules qu'on te décrit en cours).

 

Les liaisons O-H sont polarisées donc H2O est polaire.

 

Oui quasi tous les atomes ont des EN différentes, sauf C et H où tu considères que c'est pareil. Par ex EN(Na) < EN(C) donc CH3Na est polaire car C-Na est une liaison polarisée.

 

Est-ce que c'est un peu plus clair ?

 

Si tu as des items ou des QCM où tu as du mal, n'hésite pas à nous les envoyer pour qu'on te l'explique !

 

[Amélithium]

Le 20/04/2021 à 16:53, Laurie12 a dit :

Ok je pense avoir mieux saisi ! Mais dans tous les cas si je trouve des atomes comme Br F O P N S Al ou Cl et qu'ils sont liés à un C ou un H alors ça sera polaire.

Du coup tu auras des liaisons polarisées mais il faudra regarder le moment dipolaire pour voir si elles sont polaires ou non en fonction de leur géométrie ... 

 

Le 20/04/2021 à 16:53, Laurie12 a dit :

Par contre si ils sont mis ensemble comme BrF ou OP là c'est apolaire ? 

F est plus EN que Br (tu le retrouves dans le tableau périodique pcq l'EN qui augmente de gauche à droite et de bas en haut (dans le 17ème groupe tu as de haut en bas : F, Cl, Br donc F (l'élément le plus EN) est donc plus EN que Br) donc la liaison est polarisée donc la molécule est polaire car tu as uniquement un vecteur et donc un moment dipolaire non nul.

La molécule OP n'existe pas mais O est plus EN que P (idem tu le retrouves avec le tableau : O appartient à la 2ème période et au groupe 16 et P appartient à la 3ème période et au 15ème groupe) donc la "liaison" est polarisée et donc la molécule est polaire car le moment dipolaire serait non nul.

[Amélithium]

Coucou ! 

 

En regardant des QCM qui vous posait problème et en relisant le cours, on s'est rendu compte que j'ai dit des bêtises à chaque fois que je vous répondais sur la polarité, je m'en excuse ...

Du coup je rectifie mes réponses : il y a un erreur dedans (désolée si je vous ai embrouillés ...) donc prenez en compte ce que je dis là : 

La polarité se déduit du moment dipolaire de la molécule : si la molécule a un moment dipolaire nul, alors elle est apolaire

et si elle a un moment dipolaire non nul alors elle est polaire.

Pour trouver le moment dipolaire, il faut regarder la polarisation de toutes les liaisons de la molécule dans l'espace et en déduire si tous les vecteurs s'annulent (si c'est le cas = moment dipolaire nul = molécule apolaire, sinon = moment dipolaire non nul = molécule polaire).

 

Par exemple, la molécule CCl4 est apolaire (c'est là où je vous disais des bêtises dans mes précédents messages) car certes toutes les liaisons sont polarisées (liaisons C-Cl) mais la somme des petits  vecteurs de la molécule donne un vecteur nul (les vecteurs s'annulent) donc un moment dipolaire nul.

 

Encore désolée @Laurie12, j'espère que c'est plus clair maintenant ...

[Laurie12]

il y a 13 minutes, Amélithium a dit :

Coucou ! 

 

En regardant des QCM qui vous posait problème et en relisant le cours, on s'est rendu compte que j'ai dit des bêtises à chaque fois que je vous répondais sur la polarité, je m'en excuse ...

Du coup je rectifie mes réponses : il y a un erreur dedans (désolée si je vous ai embrouillés ...) donc prenez en compte ce que je dis là : 

La polarité se déduit du moment dipolaire de la molécule : si la molécule a un moment dipolaire nul, alors elle est apolaire

et si elle a un moment dipolaire non nul alors elle est polaire.

Pour trouver le moment dipolaire, il faut regarder la polarisation de toutes les liaisons de la molécule dans l'espace et en déduire si tous les vecteurs s'annulent (si c'est le cas = moment dipolaire nul = molécule apolaire, sinon = moment dipolaire non nul = molécule polaire).

 

Par exemple, la molécule CCl4 est apolaire (c'est là où je vous disais des bêtises dans mes précédents messages) car certes toutes les liaisons sont polarisées (liaisons C-Cl) mais la somme des petits  vecteurs de la molécule donne un vecteur nul (les vecteurs s'annulent) donc un moment dipolaire nul.

 

Encore désolée @Laurie12, j'espère que c'est plus clair maintenant ...

C'est problématique effectivement 

Mais par contre y a un truc que j'ai pas vrm compris : comment tu sais si la somme des vecteurs nulle ?  Tu me l'as montré tout à l'heure pour le C et le Al mais j'ai pas bien compris

[Amélithium]

Il y a 1 heure, Laurie12 a dit :

C'est problématique effectivement 

Oui je suis désolée ... Du coup je suis en train de corriger mes posts pour pas vous induire encore plus en erreur ...

 

Il y a 1 heure, Laurie12 a dit :

Mais par contre y a un truc que j'ai pas vrm compris : comment tu sais si la somme des vecteurs nulle ?  Tu me l'as montré tout à l'heure pour le C et le Al mais j'ai pas bien compris

Il faut que tu regardes la polarisation des liaisons (et donc si t'as un vecteur ou non) et la molécule avec sa géométrie dans l'espace. 

Dans AlCl3, tu commences par trouver les couches externes des atomes et ensuite tu excites et hybrides pour former ta molécule (ici tu déplaces un e- d'Al = excitation dans une OA p vide pour avoir 3 e- célib et donc tu vas faire 3 liaisons simples Al-Cl) donc tu obtiens Al qui est lié à 3 Cl et ne possède pas de DNL (juste une OA vide mais on s'en fiche pour la géométrie dans l'espace). Donc tu en déduis que tu as une molécule triangulaire plane. Puis tu regardes les liaisons Al-Cl : elles sont polarisées car Cl est + EN que Al. Donc pour chaque liaison tu dessines une -> allant du Al vers le Cl (vu que c'est lui qui attire les e- de la liaison covalente). Chaque vecteur a la même intensité vu qu'il y a la même différence d'EN. Puis pour trouver le moment dipolaire, tu fais attention à la géométrie (ici c'est facile c'est plat mais avec un tétraèdre c'est plus compliqué (je te donne la solution plus bas )) et tu mets bout à bout chaque vecteur : si la somme des vecteurs est nulle tu vas avoir le début d'un vecteur qui va relier la pointe d'un autre -> je t'ai fait le schéma pour AlCl3 : https://drive.google.com/file/d/154dsmApqAQtF1Zg94vCi6EAv2kY8kWor/view?usp=sharing. Tu vois que si tu mets tous les vecteurs les uns à la suite des autres ça forme un triangle continu donc vu que ça se rejoint tu as un vecteur nul !)

Quand c'est plat c'est assez facile, tu peut utiliser des stylos (correspondant aux flèches) que tu déplaces pour voir si tu reviens au point de base.

 

Attention pour ces QCM il faut regarder que tu aies bien les mêmes atomes liés à l'atome central : par exemple AlCl3 est apolaire mais AlCl2F (en gros un F remplace un Cl par rapport à AlCl3) va être polaire car le vecteur entre Al et F sera plus long que les 2 autres car F est plus EN que Cl donc tu n'auras pas les mêmes vecteurs et donc ça va déborder du triangle et donc tu vas avoir un tout petit moment dipolaire (petit bout de flèche Al -> F qui dépasse) mais qui n'est donc pas nul !

 

Je te fais une petite liste sur les moments dipolaires (c'est vrai à condition que les atomes liés à l'atome central soient IDENTIQUES et qu'il y ait une différence d'EN entre l'atome central et les autres) :

• Molécule linéaire : moment dipolaire nul -> apolaire
• Molécule triangulaire plane : moment dipolaire nul -> apolaire 
• Molécule coudé en V : moment dipolaire non nul -> polaire
• Molécule tétraédrique : moment dipolaire nul -> apolaire (les vecteurs se compensent, c'est difficile à voir comme ça mais tu peux utiliser des stylos pour le voir plus facilement)
• Pyramide trigonale : moment dipolaire non nul -> polaire

 

PS : j'ai édité mon premier message de ce post comme ça j'ai corrigé mes erreurs, si jamais tu veux reprendre les explications !

 

Révélation

Et tu as ces 2 posts sur le moment dipolaire et la structure des molécules si tu veux d'autres explications : 

- https://forum.tutoweb.org/topic/54245-annale-maraîcher-2013/?do=findComment&comment=288756 

- https://forum.tutoweb.org/topic/56854-polarité/?tab=comments

 

[Laurie12]

Il y a 3 heures, Amélithium a dit :

Attention pour ces QCM il faut regarder que tu aies bien les mêmes atomes liés à l'atome central : par exemple AlCl3 est apolaire mais AlCl2F (en gros un F remplace un Cl par rapport à AlCl3) va être polaire car le vecteur entre Al et F sera plus long que les 2 autres car F est plus EN que Cl donc tu n'auras pas les mêmes vecteurs et donc ça va déborder du triangle et donc tu vas avoir un tout petit moment dipolaire (petit bout de flèche Al -> F qui dépasse) mais qui n'est donc pas nul !

Du coup comment on fait quand ils sont lié avec 3 atomes dont 2 ont des EN diff ou 3 qui sont tous différents ? C'est nul uniquement quand c'est lié avec le meme atome pls fois ? 

[Amélithium]

il y a 7 minutes, Laurie12 a dit :

Du coup comment on fait quand ils sont lié avec 3 atomes dont 2 ont des EN diff ou 3 qui sont tous différents ? C'est nul uniquement quand c'est lié avec le meme atome pls fois ? 

Oui uniquement quand tu as les mêmes atomes c'est nul (si la géométrie de la molécule te le permet), sinon tu as un moment dipolaire non nul vu que tu vas avoir des vecteurs d'intensité (donc de longueur si tu préfères) différente !

 

Révélation

C'est pas à savoir c'est juste pour que tu comprennes la démarche et le raisonnement :

Par exemple si on considère un C lié à un F, un Cl, un Br, et un I : tu vas avoir le vecteur C->F qui vaut 4 (je prends des valeurs au pif pour t'expliquer mais c'est pas vrai ce que j'écris) car F est très EN, le vecteur C->Cl vaut 3, le vecteur C->Br vaut 2 et le vecteur C->I vaut 1 (car EN varie comme ça : F > Cl > Br > I (cf groupe 17)) donc quand tu additionnes ces vecteurs avec leur orientation dans l'espace (ici un tétraèdre) tu vas avoir un vecteur non nul vu que ça ne s'annule pas (tu peux même en déduire que tu vas globalement avoir un vecteur très orienté vers F et un peu vers Cl). 

 

[Laurie12]

Mais on avait vu que du coup P Cl3 était non nul alors que c les memes...

il y a 32 minutes, Amélithium a dit :

Oui uniquement quand tu as les mêmes atomes c'est nul (si la géométrie de la molécule te le permet), sinon tu as un moment dipolaire non nul vu que tu vas avoir des vecteurs d'intensité (donc de longueur si tu préfères) différente !

 

  Révéler le contenu masqué

C'est pas à savoir c'est juste pour que tu comprennes la démarche et le raisonnement :

Par exemple si on considère un C lié à un F, un Cl, un Br, et un I : tu vas avoir le vecteur C->F qui vaut 4 (je prends des valeurs au pif pour t'expliquer mais c'est pas vrai ce que j'écris) car F est très EN, le vecteur C->Cl vaut 3, le vecteur C->Br vaut 2 et le vecteur C->I vaut 1 (car EN varie comme ça : F > Cl > Br > I (cf groupe 17)) donc quand tu additionnes ces vecteurs avec leur orientation dans l'espace (ici un tétraèdre) tu vas avoir un vecteur non nul vu que ça ne s'annule pas (tu peux même en déduire que tu vas globalement avoir un vecteur très orienté vers F et un peu vers Cl). 

 

 

[Amélithium]

il y a 10 minutes, Laurie12 a dit :

Mais on avait vu que du coup P Cl3 était non nul alors que c les memes...

Oui tu as bien un moment dipolaire non nul pcq P a un DNL (comme N dans NH3) et du coup tu as une pyramide trigonale donc les vecteurs ne s'annulent pas (contrairement à AlCl3 qui est trigonale plane et donc les vecteurs s'annulent).

[Laurie12]

 

Il y a 15 heures, Amélithium a dit :

Oui tu as bien un moment dipolaire non nul pcq P a un DNL (comme N dans NH3) et du coup tu as une pyramide trigonale donc les vecteurs ne s'annulent pas (contrairement à AlCl3 qui est trigonale plane et donc les vecteurs s'annulent).

Ah oui donc les pyramides s'annulent pas mais les trigonales oui

On a quoi en sp3 qui s'annule ? 

[Amélithium]

il y a 14 minutes, Laurie12 a dit :

Ah oui donc les pyramides s'annulent pas mais les trigonales oui

On a quoi en sp3 qui s'annule ? 

Les vecteurs de la pyramide trigonale (ex : NH3) ne s'annulent pas mais avec une triangulaire plane (ex : AlCl3) ils s'annulent (tjrs pareil, uniquement si tu as les mêmes atomes).

En sp3, tu n'as que le tétraèdre où ça s'annule.

En gros, tu as un moment dipolaire nul pour toutes les molécules (qui ont les mêmes atomes liés à l'atome central) sauf pour celles qui sont coudées en V (sp² (1 DNL et 2 atomes liés à l'atome central) et sp3 (2 DNL et 2 atomes liés à l'atome central)) et la pyramide trigonale où là tu as un moment dipolaire non nul.