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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page iv — #4
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TABLE DES MATIÈRES
5 Forces intermoléculaires
247
1
Existence de forces intermoléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
1.1
Nécessaire modélisation des systèmes étudiés . . . . . . . . . . . . . 247
1.2
Interactions engageant un ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
1.3
Interactions entre un ion et un dipole mobile . . . . . . . . . . . . . . 249
1.4
Interactions entre molécules polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
1.5
Interactions entre molécules polaires et non polaires . . . . . . . . . 250
1.6
Interaction de dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
1.7
Interaction d’attraction totale, interaction de répulsion . . . . . . . . 252
1.8
Existence de la liaison hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
1.9
Effets des différentes interactions intermoléculaires . . . . . . . . . . 255
2
Caractéristiques des solvants ; dissolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.1
Caractéristiques d’un solvant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.2
Dissolution d’un composé, solvatation . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
2.3
Solubilité d’un constituant, miscibilité entre deux solvants . . . . . . 267
2.4
Propriétés de conduction électrique dans un solvant . . . . . . . . . . 268
2.5
Choix d’un solvant, chimie verte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
3
Utilisations des solvants (extraction, purification) . . . . . . . . . . . . . . . 273
3.1
Extraction liquide-liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
3.2
Recristallisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
3.3
Chromatographie sur couche mince (CCM) . . . . . . . . . . . . . . 277
3.4
Catalyse par transfert de phase (CTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Activité documentaire : effluents industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6 Le solide cristallin
303
1
La cristallographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
1.1
Aperçu historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
1.2
L’étude expérimentale des cristaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
2
Le cristal parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
2.1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
3
Origine de la cohésion des solides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
3.1
Unité et diversité des solides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
3.2
Cristaux métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
3.3
Cristaux ioniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
3.4
Cristaux covalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
3.5
Cristaux moléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
3.6
Validité des modèles structuraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
4
Cristaux métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
4.1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
4.2
Principe de construction des assemblages compacts . . . . . . . . . . 323
4.3
Structure cubique faces centrées (c.f.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . 325
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5 Forces intermoléculaires
247
1
Existence de forces intermoléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
1.1
Nécessaire modélisation des systèmes étudiés . . . . . . . . . . . . . 247
1.2
Interactions engageant un ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
1.3
Interactions entre un ion et un dipole mobile . . . . . . . . . . . . . . 249
1.4
Interactions entre molécules polaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
1.5
Interactions entre molécules polaires et non polaires . . . . . . . . . 250
1.6
Interaction de dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
1.7
Interaction d’attraction totale, interaction de répulsion . . . . . . . . 252
1.8
Existence de la liaison hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
1.9
Effets des différentes interactions intermoléculaires . . . . . . . . . . 255
2
Caractéristiques des solvants ; dissolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.1
Caractéristiques d’un solvant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
2.2
Dissolution d’un composé, solvatation . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
2.3
Solubilité d’un constituant, miscibilité entre deux solvants . . . . . . 267
2.4
Propriétés de conduction électrique dans un solvant . . . . . . . . . . 268
2.5
Choix d’un solvant, chimie verte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
3
Utilisations des solvants (extraction, purification) . . . . . . . . . . . . . . . 273
3.1
Extraction liquide-liquide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
3.2
Recristallisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
3.3
Chromatographie sur couche mince (CCM) . . . . . . . . . . . . . . 277
3.4
Catalyse par transfert de phase (CTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Activité documentaire : effluents industriels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
6 Le solide cristallin
303
1
La cristallographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
1.1
Aperçu historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
1.2
L’étude expérimentale des cristaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
2
Le cristal parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
2.1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
3
Origine de la cohésion des solides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
3.1
Unité et diversité des solides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
3.2
Cristaux métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
3.3
Cristaux ioniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
3.4
Cristaux covalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
3.5
Cristaux moléculaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
3.6
Validité des modèles structuraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
4
Cristaux métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
4.1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
4.2
Principe de construction des assemblages compacts . . . . . . . . . . 323
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Structure cubique faces centrées (c.f.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . 325
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