CHIMIE

H
C
O H
Doc. 21 Formation d’une liaison
hydrogène intramoléculaire dans
l’aldéhyde salicylique.
0
– 100
– 200
qfus (°C)
liaison
hydrogène
NH3 HF
16
17
15
H 2O
CH 4
14
2 3
H 2S
HCI
PH 3
SiH 4
O
forces de van der Waals
H 2Se
HBr
AsH 3
GeH 4
H 2Te
HI
SbH 3
SnH 4
4 5 n
Doc. 22 Évolution des températures
de fusion des composés
hydrogénés d’une même colonne.
a)
b)
H
H
O
O
Doc. 23 Acides 2-hydroxybenzoïque
(a) et 3-hydroxybenzoïque
(b).
Doc. 24 L’acide 2-hydroxybenzoïque
(a) peut, contrairement à
l’acide 3-hydroxybenzoïque (b)
donner des liaisons intramoléculaires,
ce qui diminue le nombre
de liaisons intermoléculaires auxquelles
il peut participer.
C
C
O
O
H
O
O
H
Interactions de faible énergie
2.2.4. Liaisons hydrogène intramoléculaires
COURS
Des liaisons hydrogène peuvent s’établir à l’intérieur d’une même molécule
(doc. 21), elles sont alors dites intramoléculaires. Il est à noter qu’un groupe
A–H d’une molécule donnée peut participer à des liaisons hydrogène intermoléculaires
ou intramoléculaires. Lorsqu’une substance présente des liaisons
hydrogène intramoléculaires, on dit qu’il y a chélation.
2.3 Conséquences de l’existence des liaisons hydrogène
L’interprétation de l’évolution de propriétés physiques ou chimiques dépendant
de l’existence éventuelle d’interactions intermoléculaires repose sur les
résultats suivants :
• Toutes les molécules participent à des interactions de van der Waals, mais
certaines peuvent en outre être engagées dans des liaisons hydrogène : ces
deux types d’interaction doivent, lorsqu’ils existent, être tous les deux pris
en compte.
• L’existence de liaisons hydrogène intramoléculaires affaiblit les effets
des liaisons hydrogène intermoléculaires car elle en diminue le nombre.
2.3.1. Températures de changement d’état
11
■ L’analyse de l’évolution des températures de fusion de composés hydrogénés
AH q de non métaux fait apparaître une discontinuité très nette pour l’eau,
l’ammoniac et le fluorure d’hydrogène (doc. 22).
L’évolution des températures de fusion pour les autres composés hydrogénés
est en accord avec l’accroissement des forces de van de Waals, la polarisabilité
des molécules, c’est-à-dire suivant la taille des molécules, qui, pour une
colonne donnée, croît, avec le nombre quantique principal des électrons de
valence de l’atome central.
En revanche, le fluorure d’hydrogène, l’eau et l’ammoniac ont des températures
de fusion et d’ébullition très nettement supérieures à celles qu’ils auraient
du fait de la seule présence d’interactions de type van der Waals.
Ces valeurs exceptionnelles constituent une preuve de l’existence de liaisons
hydrogène particulièrement fortes dans ces composés solides.
Les températures d’ébullition ainsi que les chaleurs latentes des changements
d’état présentent, pour les mêmes raisons, les mêmes discontinuités.
■ Les températures de fusion des acides hydroxybenzoïques illustrent l’influence
de la formation de liaisons hydrogène intramoléculaires. L’acide
2-hydroxybenzoïque ou acide salicylique (doc. 23 a) fond à 159 °C alors que
l’acide 3-hydroxybenzoïque (doc. 23 b) fond à 203 °C.
Le premier acide participe à des liaisons hydrogène intramoléculaires et intermoléculaires
(doc. 24). Ces dernières sont donc moins nombreuses que dans
le second acide et les molécules d’acide 2-hydroxybenzoïque sont moins liées
entre elles que celles d’acide 3-hydroxybenzoïque.
a)
H
O
C
O
H
O
b)
H
O
C
O
O
H
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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