50 première partie La chimie de la vie
temps aux environs de l’atome d’oxygène que de l’hydrogène ; ce sont des liaisons covalentes polaires (voir la
figure 2.13). Ce partage inégal des électrons et sa forme en V
évasé font de l’eau une molécule polaire, ce qui signifie
que sa charge globale est inégalement distribuée : la région de
la molécule occupée par l’oxygène possède une charge
partielle négative (d2), et les régions où se trouvent les atomes
d’hydrogène ont une charge partielle positive (d1).
Les propriétés de l’eau résultent des attractions entre des
atomes de charges opposées de différentes molécules d’eau :
l’atome d’hydrogène (de charge partielle positive) d’une molécule subit l’attraction de l’atome d’oxygène (de charge partielle
négative) de la molécule voisine. Il se forme alors une liaison
hydrogène entre les deux molécules (figure 3.2). Dans l’eau,
les liaisons hydrogène bougent constamment. Elles se forment,
se brisent et se reforment continuellement, chacune d’elles ne
durant que quelques billionièmes de seconde (10
212
s). Ainsi, à
tout moment, un bon pourcentage de toutes les molécules
d’eau sont liées à leurs voisines par des liaisons hydrogène. Ces
liaisons, qui agencent les molécules en une structure ordonnée,
donnent à l’eau ses qualités extraordinaires.
retour sur le ConCept 3.1
1. FaItes des lIens Qu’estce que l’électronégativité
et comment influetelle sur les interactions entre les
molécules d’eau ? Revoyez la figure 2.13 à la page 41.
2. Pourquoi estil improbable que
deux molécules d’eau voisines
s’associent ainsi ?
H H
H H
O
O
3.
et sI ?
Quel serait l’effet sur les propriétés de
la molécule d’eau si l’électronégativité de l’oxygène
et celle de l’hydrogène étaient égales ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
3.2
Quatre propriétés émergentes de l’eau
contribuent à maintenir l’environnement
terrestre propice à la vie
Nous nous pencherons ici sur quatre propriétés émergentes
de l’eau qui contribuent à rendre l’environnement terrestre
propice à la vie : la cohésion, la capacité de stabiliser la température (ou d’en réduire les écarts), la dilatation sous l’effet du
gel et la polyvalence en tant que solvant.
La cohésion des molécules d’eau
Les liaisons hydrogène font en sorte que les molécules d’eau
se maintiennent à proximité les unes des autres. Dans l’eau,
de nombreuses molécules sont à tout moment unies de cette
façon, ce qui rend l’eau plus structurée que la plupart des
autres liquides. Prises collectivement, les liaisons hydrogène
maintiennent ensemble les molécules d’eau, un phénomène
appelé cohésion.
Dans les plantes, la cohésion assurée par les liaisons hydrogène contribue au transport de l’eau et des nutriments en solution en contrant la force de gravitation (figure 3.3). Comme
m Figure 3.2 Des liaisons hydrogène entre des molécules d’eau.
Les régions chargées dans une molécule d’eau sont dues à ses liaisons
covalentes polaires. Les régions de charge opposée des molécules voisines
sont attirées les unes vers les autres et forment des liaisons hydrogène.
Chaque molécule peut former des liaisons hydrogène avec plusieurs
autres molécules, et ces associations changent constamment.
FaItes un dessIn Dessinez les charges partielles de tous les atomes
de la molécule d’eau située complètement à gauche, ci-dessus, et dessinez
deux autres molécules d’eau qui y sont associées par des liaisons hydrogène.
H
O
H
b<
b<
b<
b
b
b
b
b<
Liaison
hydrogène
Liaisons
covalentes polaires
L’adhérence de l’eau à la paroi
des cellules contribue également
à contrer l’action de la gravitation.
La cohésion
assurée par les
liaisons hydrogène
entre les molécules
d’eau contribue
au maintien de
la colonne d’eau
dans les cellules.
300 Rm
(50 w)
Direction du
mouvement
de l’eau
Deux types
de cellules
conductrices
m Figure 3.3 Le transport de l’eau dans les plantes. L’évaporation
qui se produit à la surface des feuilles fait monter l’eau des racines dans
les cellules conductrices. Grâce aux propriétés de cohésion et d’adhérence,
les grands arbres peuvent faire monter l’eau à plus de 100 mètres, ce qui
correspond à peu près au tiers de la hauteur de la tour Eiffel.
temps aux environs de l’atome d’oxygène que de l’hydrogène ; ce sont des liaisons covalentes polaires (voir la
figure 2.13). Ce partage inégal des électrons et sa forme en V
évasé font de l’eau une molécule polaire, ce qui signifie
que sa charge globale est inégalement distribuée : la région de
la molécule occupée par l’oxygène possède une charge
partielle négative (d2), et les régions où se trouvent les atomes
d’hydrogène ont une charge partielle positive (d1).
Les propriétés de l’eau résultent des attractions entre des
atomes de charges opposées de différentes molécules d’eau :
l’atome d’hydrogène (de charge partielle positive) d’une molécule subit l’attraction de l’atome d’oxygène (de charge partielle
négative) de la molécule voisine. Il se forme alors une liaison
hydrogène entre les deux molécules (figure 3.2). Dans l’eau,
les liaisons hydrogène bougent constamment. Elles se forment,
se brisent et se reforment continuellement, chacune d’elles ne
durant que quelques billionièmes de seconde (10
212
s). Ainsi, à
tout moment, un bon pourcentage de toutes les molécules
d’eau sont liées à leurs voisines par des liaisons hydrogène. Ces
liaisons, qui agencent les molécules en une structure ordonnée,
donnent à l’eau ses qualités extraordinaires.
retour sur le ConCept 3.1
1. FaItes des lIens Qu’estce que l’électronégativité
et comment influetelle sur les interactions entre les
molécules d’eau ? Revoyez la figure 2.13 à la page 41.
2. Pourquoi estil improbable que
deux molécules d’eau voisines
s’associent ainsi ?
H H
H H
O
O
3.
et sI ?
Quel serait l’effet sur les propriétés de
la molécule d’eau si l’électronégativité de l’oxygène
et celle de l’hydrogène étaient égales ?
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
ConCept
3.2
Quatre propriétés émergentes de l’eau
contribuent à maintenir l’environnement
terrestre propice à la vie
Nous nous pencherons ici sur quatre propriétés émergentes
de l’eau qui contribuent à rendre l’environnement terrestre
propice à la vie : la cohésion, la capacité de stabiliser la température (ou d’en réduire les écarts), la dilatation sous l’effet du
gel et la polyvalence en tant que solvant.
La cohésion des molécules d’eau
Les liaisons hydrogène font en sorte que les molécules d’eau
se maintiennent à proximité les unes des autres. Dans l’eau,
de nombreuses molécules sont à tout moment unies de cette
façon, ce qui rend l’eau plus structurée que la plupart des
autres liquides. Prises collectivement, les liaisons hydrogène
maintiennent ensemble les molécules d’eau, un phénomène
appelé cohésion.
Dans les plantes, la cohésion assurée par les liaisons hydrogène contribue au transport de l’eau et des nutriments en solution en contrant la force de gravitation (figure 3.3). Comme
m Figure 3.2 Des liaisons hydrogène entre des molécules d’eau.
Les régions chargées dans une molécule d’eau sont dues à ses liaisons
covalentes polaires. Les régions de charge opposée des molécules voisines
sont attirées les unes vers les autres et forment des liaisons hydrogène.
Chaque molécule peut former des liaisons hydrogène avec plusieurs
autres molécules, et ces associations changent constamment.
FaItes un dessIn Dessinez les charges partielles de tous les atomes
de la molécule d’eau située complètement à gauche, ci-dessus, et dessinez
deux autres molécules d’eau qui y sont associées par des liaisons hydrogène.
H
O
H
b<
b<
b<
b
b
b
b
b<
Liaison
hydrogène
Liaisons
covalentes polaires
L’adhérence de l’eau à la paroi
des cellules contribue également
à contrer l’action de la gravitation.
La cohésion
assurée par les
liaisons hydrogène
entre les molécules
d’eau contribue
au maintien de
la colonne d’eau
dans les cellules.
300 Rm
(50 w)
Direction du
mouvement
de l’eau
Deux types
de cellules
conductrices
m Figure 3.3 Le transport de l’eau dans les plantes. L’évaporation
qui se produit à la surface des feuilles fait monter l’eau des racines dans
les cellules conductrices. Grâce aux propriétés de cohésion et d’adhérence,
les grands arbres peuvent faire monter l’eau à plus de 100 mètres, ce qui
correspond à peu près au tiers de la hauteur de la tour Eiffel.