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11 • Changements d’état physique de la matière – Diagramme de phases
F) La température qu’un liquide ne peut pas dépasser est sa température de vaporisation, qui
dépend de la pression exercée sur lui.
G) À 30 °C la pression de vapeur saturante de l’eau est plus forte qu’à 20 °C. Donc la pression
partielle de la vapeur d’eau dans l’air saturé d’humidité est plus forte à 30 °C qu’à 20 °C, et un
volume déterminé d’air en contient davantage.
Exercice 11.2
Quelle explication peut-on donner aux différences de températures de changement d’état dans chacune des séries a), b), c) etc. :
➤ Températures de fusion :
a) LiF, 870 °C – LiCl, 613 °C – LiBr, 547 °C – LiI, 446 °C
b) NaF, 980 °C – MgO, 2 800 °C.
➤ Températures de vaporisation :
c) CH 3 F, – 78,6 °C – CH 3 Cl, – 24 °C – CH 3 Br, 3,6 °C – CH 3 I, 42 °C
d) CH 3 –CH 2 –CH 3 , – 42 °C – CH 3 –CHϭ0, 21 °C
e) CH 3 –CH 2 –OH, 78 °C – CH 3 –O–CH 3 , – 2,4 °C
f) I 2 , 184 °C – Br 2 , 59 °C – Cl 2 , – 35°C – F 2 , – 188 °C
g) C 6 H 5 –OH, 182 °C – C 6 H 5 –F, 85 °C
Solution
Les températures de changement d’état (fusion, vaporisation) sont d’autant plus élevées que les
forces d’attraction qui existent entre les entités, molécules ou ions, constituant les corps sont
fortes. Il peut s’agir soit de forces électrostatiques (coulombiennes) entre des ions, soit d’interactions dipôle-dipôle (Keesom) ou de forces de dispersion (London) entre des molécules. Dans
certains cas, il peut s’y ajouter des liaisons hydrogène.
Les facteurs à mettre en cause pour justifier une différence d’intensité dans ces interactions sont
respectivement : la charge et le rayon des ions, la polarité des molécules, leur masse molaire ou
encore la présence d’atomes d’hydrogène liés à un élément très électronégatif. Il faut donc
examiner de ces divers points de vue les exemples proposés.
a) Ces composés sont ioniques, et tous les ions portent la même charge en valeur absolue (Ϯ 1) ;
seule la distance des charges ϩ et Ϫ peut être en cause.
b) Ces deux composés sont isoélectroniques et les rayons des ions sont peu différents de l’un à
l’autre ; par contre, les charges des ions ne sont pas les mêmes.
c) La masse molaire et le rayon de l’halogène augmentent de CH 3 F à CH 3 I, et les forces de
London aussi. Mais par ailleurs le moment dipolaire diminue de CH 3 F à CH 3 I, et les forces de
Keesom (dipôle-dipôle) aussi.
d) Les deux composés ont la même masse molaire, mais le second comporte une liaison CϭO
qui lui confère un caractère polaire absent dans le premier. C’est la différence significative entre
eux.
e) Les deux molécules sont isomères et ont donc la même masse molaire. Elles contiennent
toutes deux un oxygène, et sont toutes deux polaires. La différence significative est la présence,
dans la première, d’un H lié à un oxygène.
f) La seule différence entre ces quatre molécules, non polaires, est leur masse (ou le rayon des
atomes qui les constituent).
11 • Changements d’état physique de la matière – Diagramme de phases
F) La température qu’un liquide ne peut pas dépasser est sa température de vaporisation, qui
dépend de la pression exercée sur lui.
G) À 30 °C la pression de vapeur saturante de l’eau est plus forte qu’à 20 °C. Donc la pression
partielle de la vapeur d’eau dans l’air saturé d’humidité est plus forte à 30 °C qu’à 20 °C, et un
volume déterminé d’air en contient davantage.
Exercice 11.2
Quelle explication peut-on donner aux différences de températures de changement d’état dans chacune des séries a), b), c) etc. :
➤ Températures de fusion :
a) LiF, 870 °C – LiCl, 613 °C – LiBr, 547 °C – LiI, 446 °C
b) NaF, 980 °C – MgO, 2 800 °C.
➤ Températures de vaporisation :
c) CH 3 F, – 78,6 °C – CH 3 Cl, – 24 °C – CH 3 Br, 3,6 °C – CH 3 I, 42 °C
d) CH 3 –CH 2 –CH 3 , – 42 °C – CH 3 –CHϭ0, 21 °C
e) CH 3 –CH 2 –OH, 78 °C – CH 3 –O–CH 3 , – 2,4 °C
f) I 2 , 184 °C – Br 2 , 59 °C – Cl 2 , – 35°C – F 2 , – 188 °C
g) C 6 H 5 –OH, 182 °C – C 6 H 5 –F, 85 °C
Solution
Les températures de changement d’état (fusion, vaporisation) sont d’autant plus élevées que les
forces d’attraction qui existent entre les entités, molécules ou ions, constituant les corps sont
fortes. Il peut s’agir soit de forces électrostatiques (coulombiennes) entre des ions, soit d’interactions dipôle-dipôle (Keesom) ou de forces de dispersion (London) entre des molécules. Dans
certains cas, il peut s’y ajouter des liaisons hydrogène.
Les facteurs à mettre en cause pour justifier une différence d’intensité dans ces interactions sont
respectivement : la charge et le rayon des ions, la polarité des molécules, leur masse molaire ou
encore la présence d’atomes d’hydrogène liés à un élément très électronégatif. Il faut donc
examiner de ces divers points de vue les exemples proposés.
a) Ces composés sont ioniques, et tous les ions portent la même charge en valeur absolue (Ϯ 1) ;
seule la distance des charges ϩ et Ϫ peut être en cause.
b) Ces deux composés sont isoélectroniques et les rayons des ions sont peu différents de l’un à
l’autre ; par contre, les charges des ions ne sont pas les mêmes.
c) La masse molaire et le rayon de l’halogène augmentent de CH 3 F à CH 3 I, et les forces de
London aussi. Mais par ailleurs le moment dipolaire diminue de CH 3 F à CH 3 I, et les forces de
Keesom (dipôle-dipôle) aussi.
d) Les deux composés ont la même masse molaire, mais le second comporte une liaison CϭO
qui lui confère un caractère polaire absent dans le premier. C’est la différence significative entre
eux.
e) Les deux molécules sont isomères et ont donc la même masse molaire. Elles contiennent
toutes deux un oxygène, et sont toutes deux polaires. La différence significative est la présence,
dans la première, d’un H lié à un oxygène.
f) La seule différence entre ces quatre molécules, non polaires, est leur masse (ou le rayon des
atomes qui les constituent).