L’essentiel du cours 651
Comment expliquer l’évolution de la température d’ébullition dans une colonne
du tableau périodique ?
D’après la figure 24.1 donnée en introduction, nous observons que pour la colonne 14 du tableau
périodique, plus l’élément X appartient à une période de numéro élevé, plus la température d’ébullition de la molécule correspondante augmente. Pour commencer, il faut remarquer que les molécules
sont apolaires, il n’y a donc pas d’interaction de type Keesom entre deux molécules. De plus, en
descendant dans la colonne, la taille de l’élément X augmente. On en déduit que la polarisabilité
de XH n augmente et que les interactions de Debye et London sont de plus en plus intenses. En
descendant dans la colonne 14, il est donc nécessaire d’apporter plus d’énergie pour rompre les
liaisons intermoléculaires, ce qui se traduit par une température d’ébullition plus élevée.
L’évolution de cette température dans les colonnes 15 à 17 est similaire sauf pour les éléments de
la deuxième période qui ont une température d’ébullition exceptionnellement grande.
Comment expliquer la haute température d’ébullition des molécules de HF, H 2 O
et NH 3 ?
Dans les colonnes 15 à 17, les molécules hydrogénées sont polarisées et des interactions intermoléculaires de type Keesom existent. Cependant ces interactions ne sont pas suffisantes pour expliquer
cette singularité. Il faut chercher une interaction supplémentaire. C’est la liaison hydrogène.
La liaison hydrogène est l’interaction attractive qui s’établit entre un atome d’hydrogène lié
à un atome très électronégatif A et un doublet non liant d’électrons porté par un atome
électronégatif B.
A H
δ+
B
δ– X
A et B étant le plus souvent des atomes de fluor (F), d’oxygène (O) ou d’azote (N).
B peut aussi être un anion, comme Cl
– .
Définition : Liaison hydrogène
L’atome d’hydrogène est porteur d’une charge partielle positive à cause de sa liaison avec l’atome
A électronégatif. Il interagit de manière attractive avec l’atome B électronégatif (ou l’anion).
O
H
H
O
H
H
N
H
H
H
N
H
H
H
Figure 24.3. Liaisons hydrogène dans l’eau et dans l’ammoniac.
En plus des liaisons de van der Waals, des liaisons hydrogène existent entre les molécules de HF,
de H 2 O ou de NH 3 . Sachant que la liaison hydrogène est environ 10 fois plus forte qu’une liaison
de van der Waals, le passage de la phase liquide à la phase vapeur nécessite un apport d’énergie
plus important pour rompre ces liaisons et la température d’ébullition est plus élevée.
En l’absence de liaisons hydrogène, l’eau serait à l’état gazeux à température ambiante.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Comment expliquer l’évolution de la température d’ébullition dans une colonne
du tableau périodique ?
D’après la figure 24.1 donnée en introduction, nous observons que pour la colonne 14 du tableau
périodique, plus l’élément X appartient à une période de numéro élevé, plus la température d’ébullition de la molécule correspondante augmente. Pour commencer, il faut remarquer que les molécules
sont apolaires, il n’y a donc pas d’interaction de type Keesom entre deux molécules. De plus, en
descendant dans la colonne, la taille de l’élément X augmente. On en déduit que la polarisabilité
de XH n augmente et que les interactions de Debye et London sont de plus en plus intenses. En
descendant dans la colonne 14, il est donc nécessaire d’apporter plus d’énergie pour rompre les
liaisons intermoléculaires, ce qui se traduit par une température d’ébullition plus élevée.
L’évolution de cette température dans les colonnes 15 à 17 est similaire sauf pour les éléments de
la deuxième période qui ont une température d’ébullition exceptionnellement grande.
Comment expliquer la haute température d’ébullition des molécules de HF, H 2 O
et NH 3 ?
Dans les colonnes 15 à 17, les molécules hydrogénées sont polarisées et des interactions intermoléculaires de type Keesom existent. Cependant ces interactions ne sont pas suffisantes pour expliquer
cette singularité. Il faut chercher une interaction supplémentaire. C’est la liaison hydrogène.
La liaison hydrogène est l’interaction attractive qui s’établit entre un atome d’hydrogène lié
à un atome très électronégatif A et un doublet non liant d’électrons porté par un atome
électronégatif B.
A H
δ+
B
δ– X
A et B étant le plus souvent des atomes de fluor (F), d’oxygène (O) ou d’azote (N).
B peut aussi être un anion, comme Cl
– .
Définition : Liaison hydrogène
L’atome d’hydrogène est porteur d’une charge partielle positive à cause de sa liaison avec l’atome
A électronégatif. Il interagit de manière attractive avec l’atome B électronégatif (ou l’anion).
O
H
H
O
H
H
N
H
H
H
N
H
H
H
Figure 24.3. Liaisons hydrogène dans l’eau et dans l’ammoniac.
En plus des liaisons de van der Waals, des liaisons hydrogène existent entre les molécules de HF,
de H 2 O ou de NH 3 . Sachant que la liaison hydrogène est environ 10 fois plus forte qu’une liaison
de van der Waals, le passage de la phase liquide à la phase vapeur nécessite un apport d’énergie
plus important pour rompre ces liaisons et la température d’ébullition est plus élevée.
En l’absence de liaisons hydrogène, l’eau serait à l’état gazeux à température ambiante.
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