Interrogation sur la structure des espèces chimiques

1ere spé physique

Interrogation structure des espèces chimiques

Exercice 1 : (12 pts)

1. Donner la formule de Lewis des atomes d’azote N, d’oxygène O, de soufre S et de carbone C.

[pic 1]   [pic 2]   [pic 3]     [pic 4]      (0,5 pt par bonne réponse)

[pic 5](4 pt)

1. 1 : triangulaire plane

2 : coudée

3 : triangulaire plane

4 : coudée

5 : tétraédrique

6 : pyramidale à base triangulaire

   (1  pt par bonne réponse)

Exercice 2 : (8 pts)

1. Δχ(C – Cl) = 3,16 – 2,55 = 0,61 ≥ 0,4 donc la liaison est polarisée. (1)
2. Le chlore étant plus électronégatif que le carbone, le chlore est δ- et le carbone est δ+ concernant la liaison C – Cl. Concernant la molécule de tétrachlorure de carbone, le carbone est 4δ+ et est confondu avec le barycentre des charges partielles du chlore qui est 4δ-. Etant donné que les barycentres sont confondus, cette molécule est apolaire. (1)
3. Le chlorure de sodium est un solide ionique, il ne peut donc se dissoudre que dans un solvant polaire. Or, le tétrachlorure de carbone étant apolaire, le chlorure de sodium ne peut s’y dissoudre.  (1)
4. Le diiode est une molécule apolaire (Δχ = 0 donc < 0,4). Il ne peut être dissout que par un solvant apolaire ce qui est le cas du tétrachlorure de carbone. (1)
5. L’eau étant un solvant polaire, il ne peut dissoudre une molécule apolaire. Donc le tétrachlorure de carbone n’est pas soluble dans l’eau. (1)
6. Δχ(C – O) = 3,44 – 2,55 = 0,89 ≥ 0,4 donc la liaison est polarisée.

O est plus électronégatif que C donc O est δ- et C est δ+. Sur la molécule de CO2, le carbone est donc 2 δ+ mais le barycentre de O, qui est 2 δ-, est confondu avec. Donc la molécule de dioxyde de carbone est apolaire.  (1)

1. Δχ(S – O) = 3,44 – 2,58 = 0,86 ≥ 0,4 donc la liaison est polarisée.

O est plus électronégatif que S donc O est δ- et S est δ+. Le barycentre 2 δ+ est placé sur le S et le barycentre 2 δ- est placé en dessous, étant donné la géométrie coudée de la molécule. Les deux barycentres ne sont donc pas confondus et la molécule de dioxyde de soufre est donc polaire. (1)

1. L’eau étant un solvant polaire, l’eau va dissoudre facilement les composés polaires comme le dioxyde de soufre mais beaucoup plus difficilement les composés apolaires comme le dioxyde de carbone. (1)

Exercice 3 (5 pts)

1. Les polymères super absorbants sont capables d’absorber 1000 fois leur masse en eau (doc 1). (1)
2. Δχ(H – O) = 3,4 – 2,2 = 1,2 ≥ 0,4 donc la liaison est polarisée. De plus les barycentre + et - ne sont pas confondus étant donné la géométrie coudée de la molécule d’eau. Donc la molécule d’eau est polaire. C’est grâce à la liaison hydrogène (possible grâce au δ+ du H) que l’eau est fixé par les super absorbants via les groupes carboxylates –COO- (doc 3). (2)
3. La réticulation se produit entre des groupements carboxylates. Plus il y a de réticulations, plus les groupements carboxylates sont fixés entre eux, laissant moins de possibilités à l’eau pour être fixée. (2)
4. Pour déterminer si une molécule est polaire, il faut déterminer dans un premier temps si les liaisons entre atomes au sein d’une molécule sont polarisées. Pour cela il faut regarder l’électronégativité des atomes et établir si le Δχ ≥ 0,4. Si les liaisons sont polarisées, il faut alors déterminer la position des barycentres G+ et G-. S’ils ne sont pas confondus, alors la molécule est polaire (répartition des charges électriques au sein de l molécule qui ne s’annulent pas). (3)

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