CHIMIE

alcane
Doc. 16 Températures d’ébullition
sous 1,013 bar d’alcanes isomères
de formule brute C 5H 12.
O
C 2H 5 O
formule
topologique
H
H
H
H
O
O
H
C 2H 5
C 2H 5
C 2H 5
Doc. 17 Liaisons hydrogène dans
l’éthanol.
O
– d + d
A H B
qéb (°C)
pentane 36,1
2-méthyl
butane 29,9
2,2diméthylpropane
9,4
Doc. 18 Formation d’une liaison
hydrogène : les atomes A, H et B
sont en général alignés. On représente
généralement cette liaison en
pointillés.
1.7.2. Influence de la polarité
COURS
L’influence de la polarité des molécules sur l’importance des attractions intramoléculaires
peut être illustrée en comparant les températures d’ébullition des
deux diastéréoisomères E et Z du 1,2-dichloroéthène :
Cl Cl
C=C
H rp H
p = 1,91 D ; q éb = 60 °C
Ces deux molécules stéréoisomères ont des volumes comparables. Les interactions
de London y sont donc du même ordre de grandeur. La présence d’un
moment dipolaire permanent dans le diastéréoisomère Z fait intervenir des
interactions de van der Waals supplémentaires de type dipôle-dipôle justifiant
des attractions plus fortes entre les molécules de ce stéréoisomère.
• D’autres propriétés des liquides s’interprètent à l’aide des interactions de
London : c’est le cas de la viscosité des hydrocarbures qui croît des essences
(alcanes en C 8) aux huiles (alcanes ayant au moins vingt atomes de carbone).
2 La liaison hydrogène
2.1 Mise en évidence
Considérons les molécules d’éthanol (a) et de méthoxyméthane (b), composés
isomères de formule brute C 2H 6O :
CH3–CH2–O H
(a)
p = 1,7D
Interactions de faible énergie
Ces deux molécules ont des moments dipolaires permanents relativement
proches et des volumes comparables, donc des polarisabilités voisines. Aussi
peut-on penser que les interactions dipôle-dipôle et dipôle instantané-dipôle
instantané qui s’exercent entre les molécules d’éthanol d’une part et les
molécules de méthoxyméthane d’autre part sont du même ordre de grandeur.
L’éthanol et le méthoxyméthane devraient donc avoir des températures d’ébullition
voisines, ce qui n’est en réalité pas le cas. En effet, l’éthanol bout à 78 °C
et le méthoxyméthane à –25°C.
L’éthanol présente donc à l’état liquide, des forces intermoléculaires attractives
supplémentaires qui s’ajoutent aux forces de van der Waals. Ces interactions
sont appelées liaisons hydrogène (doc. 17).
2.2 Caractéristiques de la liaison hydrogène
2.2.1. Formation d’une liaison hydrogène
Pour s’entraîner : ex. 8, 9 et 10
O
H3C CH3 p = 1,3D
Une liaison hydrogène se forme lorsqu’un atome d’hydrogène lié à un
atome A très électronégatif, interagit avec un atome B, également très
électronégatif et porteur d’un doublet libre (doc. 18).
(b)
H Cl
C=C
Cl H
p = 0 D ; q éb = 40 °C
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© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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