Au programme de ce chapitre
- I. Molécule polaire ou apolaire ?
- II. Les forces entre molécules
- III. S'entrainer
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Une molécule est polaire si elle présente un côté légèrement négatif (δ−) et un côté légèrement positif (δ+) : on dit qu'elle forme un dipôle. Elle est apolaire si ses charges partielles se compensent exactement.
Un exemple corrigé
Exemple
- CO2 : deux liaisons C=O polarisées, mais la molécule est linéaire et symétrique : les deux effets, opposés, s'annulent → apolaire.
- H2O : deux liaisons O–H polarisées et une forme coudée : l'oxygène forme le pôle δ−, les deux H le pôle δ+ → polaire.
- CH4 et CCl4 : tétraèdres parfaits → apolaires.
- CHCl3 (chloroforme) : tétraèdre, mais un H à la place d'un Cl, donc pas symétrique → polaire.
- NH3 : pyramidale → polaire.
Lexique
- molécule polaire
- molécule dont les charges partielles ne se compensent pas (dipôle)
- dipôle
- ensemble d'un pôle δ+ et d'un pôle δ−
- forces de Van der Waals
- faibles attractions qui existent entre toutes les molécules
- liaison hydrogène
- attraction entre un H lié à F, O ou N et un doublet libre de F, O ou N voisin
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — confondre liaison polarisée et molécule polaire. Une liaison est polarisée si ΔEN n'est pas nul. Une molécule est polaire seulement si, en plus, sa forme n'est pas symétrique. CO2 a des liaisons polarisées mais une molécule apolaire.
Piège — croire que tout H permet une liaison hydrogène. Le H doit être directement lié à F, O ou N. Dans CH4, le H est lié à C : pas de liaison hydrogène. Dans CH3F, le H est lié à C et le F est sur le carbone : toujours pas.
Attention Quand l'eau bout, les molécules H2O se séparent les unes des autres, mais elles ne se cassent pas : la vapeur d'eau est toujours formée de molécules H2O. Ce sont les forces entre les molécules (liaisons hydrogène) qui sont rompues, pas les liaisons O–H dans les molécules.
L'astuce du prof
Astuce. Pour juger la polarité, dessine une flèche par liaison polarisée, dirigée vers l'atome le plus électronégatif. Si les flèches s'annulent par symétrie, la molécule est apolaire.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Polaire ou apolaire ?
Indique si les molécules suivantes sont polaires ou apolaires : a) HF ; b) O2 ; c) CCl4 (tétraédrique) ; d) CH2Cl2 (tétraédrique).
Voir la correction
Pour chaque molécule, je regarde les liaisons puis la symétrie. HF : une seule liaison, très polarisée, donc molécule polaire. O2 : liaison covalente pure, donc apolaire. CCl4 : liaisons C–Cl polarisées, mais tétraèdre parfait, les effets s'annulent : apolaire. CH2Cl2 : tétraèdre dont les quatre sommets ne sont pas identiques (2 H et 2 Cl), donc non symétrique : polaire.
Exercice 2 — Qui forme des liaisons hydrogène ?
Parmi H2O, CH4, CH3OH, HCl, NH3 et CH3F, quelles substances peuvent former des liaisons hydrogène entre molécules identiques ?
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Il faut un H directement lié à F, O ou N. L'eau (H–O), le méthanol (H–O du groupe OH) et l'ammoniac (H–N) en possèdent. HCl ne convient pas, car le chlore n'est pas F, O ou N. CH4 et CH3F non plus : leurs H sont liés au carbone, même si CH3F contient un atome de fluor.