CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Exercices
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Polarisabilité des atomes et des ions
1 • Commenter l’évolution des volumes de polarisabilité
a’(en 10 –30 m 3 ) des halogènes, puis des ions halogénures.
Pour chaque élément, justifier l’écart observé pour les deux
valeurs fournies.
2 • Pour chaque série, commenter l’évolution des volumes
de polarisabilité a’ (en 10 –30 m 3 )
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espèce F Cl Br I
volume de
polarisabilité 0,38 2,28 3,34 5,11
a’ (10 –30 m 3 )
espèce F – Cl – Br – I –
volume de
polarisabilité 0,81 2,98 4,24 6,45
a’(10 –30 m 3 )
espèce Be B C N O F Ne
volume de
polarisabilité 5,6 3,0 1,8 1,10 0,80 0,56 0,39
a’ (10 –30 m 3 )
espèce He Ne Ar Kr Xe
volume de
polarisabilité 0,16 0,39 1,64 2,48 4,04
a’ (10 –30 m 3 )
Dipôles induits instantanés ;
interactions de London
1 • Rappeler l’origine des interactions de van der Waals
existant entre molécules apolaires. Donner des exemples
pratiques de l’existence de ces interactions.
2 • L’énergie potentielle d’interaction E L entre les dipôles
instantanés apparus dans des molécules A et B de polarisabilités
a A et a B, d’énergies d’ionisation E iA et E iB et
situées à une distance d s’écrit :
EL = – . .
3 EiA . EiB aA . aB
(4π. e0)
a. Simplifier cette expression lorsque A = B.
b. Calculer l’énergie potentielle d’interaction EL entre
deux molécules de dichlore, puis pour une mole de molécules.
Conclure. SOS
c. Mêmes questions pour le tétrachlorométhane CCl4. Conclure.
2 . d6
2 EiA + EiB Données :
espèce
volume de
dichlore
tétrachlorométhane
polarisabilité a’ : 4,61 . 10 –30 m3 10,5 . 10 –30 m3 a’= a / (4 . p . e0) énergie
d’ionisation
distance
d’interaction
SOS : Ne compter qu’une fois chaque interaction.
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Interactions attractives,
interactions répulsives
Les graphes A, B et C du document ci-dessous représentent,
en fonction du rapport d/s LJ, les énergies potentielles
répulsive E pr, attractive E pa,et globale E pg, pour des molécules
de krypton liquide en interaction à la distance d l’une
de l’autre.
1 • Attribuer chacun des graphes aux énergies E pr, E pa et
E pg
2 • Que représente la valeur d = s LJ ?
3 • Que représente le minimum du graphe A ?
4 • En déduire le rayon de van der Waals des molécules
monoatomiques considérées.
Ep 1,5
1,0
0,5
0
– 0,5
– 1,0
– 1,5
A
1108 kJ . mol –1 1107 kJ . mol –1
360 pm 300 pm
B
– 2,0
0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
d/sLJ C