Coh

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Cohésion des Solides

• Gonzalez B. Lycée Emile LOUBET 1S

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Les états de la Matière

• La matière peut se présenter sous 4 états
• Les solides (S)
• Les liquides (L)
• Les gaz (G)
• Le plasma (P)

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Les états de la Matière

• La matière est constituée dentités atomes,
  molécules ou ions, maintenus par des interactions
  de cohésion.
• Ces entités, sont soumises en permanence à une
  agitation thermique mesurée par la température.
• Cest limportance relative de ces deux facteurs
  (interaction et agitation) qui permet aux entités
  de se regrouper (phases condensées liquides et
  solides) ou de rester isolées (gaz).

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Les interactions

• Il existe plusieurs types dinteractions de
  cohésion
• La liaison covalente
• La liaison ionique
• La liaison métallique
• La liaison hydrogène
• La liaison de Van der Waals

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Les interactions

• La liaison covalente (I)
• Elle résulte de la mise en commun délectrons par
  les deux atomes concernés.
• Cette mise en commun minimise lénergie du système

• Chaque atome cherche à obtenir la configuration
  électronique la plus stable (règle de loctet)

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Les interactions

• La liaison covalente (II)
• Cette liaison est très solide, donc lénergie
  pour les rompre est très grande.
• La conséquence est une température de fusion
  importante.
• Ex le diamant (3500K)

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Les interactions

• La liaison métallique
• Dans un métal, certains électrons sont
  délocalisés et nappartiennent à aucun atome.
• Les conséquences sont
• Une grande cohésion, donc température de fusion
  élevée
• Une bonne conductivité thermique et électrique

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Les interactions

• La liaison ionique (I)
• Lorsque deux atomes liés ont des
  électronégativités très différentes, la liaison
  covalente est totalement dissymétrique.
• Lun des atomes transfère son (ses) électron (s)
  à lautre et chacun des atomes devient un ion.

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Les interactions

• La liaison ionique (II)
• Les ions formés se rassemblent en structures
  géométriques (cristaux) correspondant à
  lempilement maximum.
• Les interactions entre ions dans un solide sont
  très fortes elles obéissent à la loi de Coulomb
  en 1/r² et sont de longue portée. Un ion
  ninteragit donc pas seulement avec ses plus
  proches voisins mais au-delà

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Les interactions

• La liaison ionique (III)
• Linteraction augmente avec la valeur de la
  charge électrique et diminue avec la taille des
  ions, qui conditionne la distance entre eux.
• La température de fusion de NaCl est 800C. Celle
  de MgO est 2800C.

ion Na Cl- O2- Mg2
Taille (pm) 102 181 140 72
Énergie (kJ.mol-1) NaCl NaCl MgO MgO
Énergie (kJ.mol-1) 786 786 3850 3850
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Les interactions

• Les 3 types de liaisons fortes

Liaison ionique Liaison covalente Liaison métallique
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Les interactions

• La liaison de Van der Waals
• Ce sont des interactions de type électrostatique
  entre deux dipôles.
• Ces dipôles peuvent être permanents (molécules
  polaires) ou temporaires (molécules apolaires)

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Les interactions

• La liaison Hydrogène
• Ce sont des interactions de type électrostatique
  entre un atome hydrogène et un atome possédant un
  doublet électronique non liant.
• Il faut que latome dhydrogène soit lié à un
  atome suffisamment électronégatif (O, N,
  halogène)
• Cette liaison joue un grand rôle dans le cas de
  leau.

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Polarité des molécules

• Une molécule est polaire si le barycentre des
  charges positives ne coïncide pas avec celui des
  charges négatives.
• Les atomes de grande électronégativité portent
  les charges négatives.

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Polarité des molécules

• Moment dipolaire
• Grandeur vectorielle définie par
• µ q.d
• q charge électrique (partielle)
• d distance entre les charges
• Le vecteur est orienté de la charge vers
• Lunité est le Debye (D)

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Electronégativité

• Cest une grandeur qui traduit laptitude dun
  atome dattirer à lui le doublet délectrons
  dune liaison covalente.
• Plus lélectronégativité est grande, plus les
  électrons sont proches.
• Elle augmente de gauche à droite et de bas en
  haut dans la classification périodique.

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Eléctronégativité
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Du solide au liquide

• Dans un solide les entités qui le constituent
• Atomes (métaux)
• Ions (halogénures métalliques)
• Molécules (composés organiques, diiode)
• sont liés entre elles par des interactions de
  type métallique, ionique, de Van der Waals ou
  liaison Hydrogène.
• Pour passer du solide au liquide, il existe 2
  méthodes
• la fusion
• la dissolution

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Du solide au liquide

• La Fusion (I)
• Lapport dénergie thermique, sous forme de
  chaleur, augmente lagitation thermique des
  entités.
• Les vibrations augmentent et peu à peu les
  liaisons se rompent, cest la fusion.
• Le liquide na plus de forme propre.

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Du solide au liquide

• La Fusion (II)
• Pendant la fusion dun corps pur, toute lénergie
  fournie est utilisée pour détruire les liaisons,
  lagitation naugmente pas et la température est
  constante.
• Lénergie quil faut fournir pour provoquer la
  fusion dune mole de solide sappelle la chaleur
  latente.
• Plus les liaisons sont fortes, plus la chaleur
  latente est importante.

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Du solide au liquide.

• La dissolution (I)
• Il faut distinguer 2 cas
• Solvant polaire (eau, alcool)
• Solvant apolaire (cyclohexane)
• Un solvant polaire ne dissout que les solides
  ioniques ou moléculaires polaires
• Un solvant apolaire dissout les solutés apolaires.

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Du solide au liquide.

• La dissolution dun cristal ionique dans un
  solvant polaire
• Laction du solvant se résume à 3 étapes
  Animation
• Destruction des liaisons entre entités du solide
• Solvatation (Hydratation) des ions.
• Dispersion des ions
• Léquation doit respecter la conservation des
  éléments et des charges électriques.

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Du solide au liquide.

• La dissolution dun soluté polaire dans un
  solvant polaire
• Le solvant va rompre les liaisons de type Van der
  Waals ou hydrogène.
• La solubilité augmente si le soluté est capable
  de faire des liaisons hydrogène (saccharose)
• Si les interactions soluté-solvant sont très
  fortes, il peut y avoir rupture de liaisons
  covalente du soluté (ex dissolution de lacide
  sulfurique).

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Du solide au liquide.

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