CHIMIE

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Températures de changement
d’état
1 • Corréler l’évolution des températures de changement
d’état des dihalogènes à celle des rayons de van der Waals
des atomes d’halogène.
2 • Le tableau ci-dessous donne les températures de fusion
du méthane et de quelques-uns de ses dérivés.
Analyser l’évolution des températures de fusion :
a. pour les espèces de formules CX4 (X : H;F;Cl) ;
b. pour les quatre espèces chlorées.
Données :
Volumes de polarisabilité α’ des liaisons C–X :
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espèce F 2 Cl 2 Br 2 I 2
rayon de van
der Waals (pm)
155 180 190 195
q fus (°C) – 220 – 101 – 7 114
q éb (°C) – 188 – 35 59 184
espèce CH 4 CF 4 CCl 4 CHCl 3 CH 2Cl 2 CH 3Cl
q fus (°C) – 183 – 187 – 23 – 63 – 95 – 97
liaison C–H C–F C–Cl
a’ (10 –30 m 3 ) 0,67 0,62 2,56
Températures de fusion et polarité
1 • Le moment dipolaire du toluène (ou méthylbenzène)
C 6H 5–CH 3 vaut p T =0,36 D, p T étant dirigé du cycle vers
le groupe méthyle. Celui du phénol (ou hydroxybenzène)
C 6H 5–OH vaut p p =1,6D, p p étant dirigé du cycle vers le
groupe hydroxyde.
a. Écrire des formules mésomères du phénol et justifier le
sens de p p.
b. Déterminer les moments dipolaires du 1,2–méthylphénol
et du 1,3–méthylphénol. SOS
2 • Interpréter l’évolution de leurs températures de fusion :
espèce 1,2–méthylphénol 1,3–méthylphénol
q fus (°C) 30,9 12,2
SOS : Utiliser une construction graphique ou le théorème
de Pythagore généralisé.
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Températures de changement d’état
des alcanes et des halogénoalcanes
Le tableau ci-dessous donne les températures d’ébullition
(en °C) des alcanes linéaires R–H et de leurs dérivés halogénés
R–X, les 1-halogénoalcanes.
1 • Interpréter l’évolution des températures d’ébullition
des composés d’une même colonne.
2 • Interpréter l’évolution des températures d’ébullition
des composés d’une même ligne.
3 • En observant les valeurs de ce tableau, montrer qu’il
existe une règle, dite règle diagonale, reliant des espèces
ayant sensiblement la même température d’ébullition.
4 • Montrer que l’augmentation de la température d’ébullition
d’un halogénoalcane R–X due à un allongement de
chaîne est pratiquement indépendante de la nature de X.
Proposer une interprétation.
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Liaisons hydrogène
Indiquer dans la molécule de paracétamol, les atomes pouvant
participer à une liaison hydrogène avec l’eau :
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Liaisons hydrogène
inter- et intramoléculaires
Les deux molécules diastéréoisomères A et B ci-après ont
des températures de fusion différentes :
H 3C
H
H
O N
C
O
A
qfus = 156 °C
Interactions de faible énergie
R– X H F Cl Br I
CH 3– – 161 – 78 – 24 4 42
CH 3–CH 2– – 89 – 38 12 38 72
CH 3–(CH 2) 2– – 42 – 2 47 71 102
CH 3–(CH 2) 3– – 1 32 78 102 130
H
N
C CH 3
O
H
O N
C
CH 3
B
q fus = 95 °C
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CH 3–(CH 2) 4– 36 63 108 130 157
EXERCICES
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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