Solvants polaires et non polaires
Les solides moléculaires
Qu'est-ce qu'un solide moléculaire ?
Comme son nom peut le laisser deviner un solide moléculaire est un solide constitué uniquement de molécules.
Par définition une molécule est un ensemble neutre qui ne porte par de charge électrique donc la force électrostatique ne peut s'exercer directement entre deux molécules: c'est donc un autre type d'interaction qui assure la cohérence de ce type de solide.
Qu'est-ce que l'électronégativité ?
Par définition une liaison covalente correspond à la mise en commun de deux électrons par deux atomes ,cependant il arrive que ce partage d'électrons ne se fasse pas à " parts égales " et que l'un des atomes exerce une attraction plus forte que l'autre: les électrons sont alors " décalés " vers celui-ci et on dit que cet atome est plus électronégatif.
L'électronégativité caractérise donc la tendance d'un atome à attirer vers lui les électrons qui font partie d'une liaison covalente.
L'électronégativité des différents élément de la classification
L'électronégativité est une caractéristique qui varie régulièrement dans la classification périodique: Sur une période l'électronégativité augmente de gauche à droite ainsi, par exemple, le fluor est plus électronégatif que l'oxygène qui est lui-même plus électronégatif que l'azote etc.
Dans une colone l'électronégativité augmente du bas vers le haut ainsi, par exemple, l'oxygène est plus électronégatif que le soufre qui est lui même plus électronégatif que le sélenium.
Les liaisons polarisées
Une liaison covalente est dite polarisée si les deux atomes qui sont liés ont des électronégativités très différentes.
Dans ce cas le décalage des électrons conduit à noté un une charge partielle négative δ- sur l'atome le plus électronégatif et une charge partielle positive δ+ sur le moins électronégatif.
Quelques exemples de liaisons polarisées:
Remarque: Pour certains atomes la différence d'électronégativité est si faible qu'on peut considérer que la liaison n'est pas polarisée. C'est en particulier le cas pour la liaison entre un atome de carbone et un atome d'hydrogène que l'on retrouve dans les molécules organiques.
L'interaction de Van der Waals
Dans les solides moléculaires il existe une interaction qui s'exerce entre les molécules appelée interaction de Van der Waals: elle est d'autant plus importante que les liaisons sont polarisées. Cependant l'interaction de Van der Waals peut s'exercer aussi sur des liaisons et atomes initialement non polarisés mais dont l'environnement ( les atomes voisins ) provoque une polarisation temporaire.
L'interaction de Van der Wall est donc une interaction électrique entre les charge partielles de liaisons ou d'atomes polarisés de manière permanente ou temporaire: elle assure la cohérence des solides moléculaires.
La liaison hydrogène
Cette interaction peut se produire lorsqu'un atome d'hydrogène est lié à un atome très électronégatif ( comme l'oxygène ). Il interagit alors avec les doublets non liants d'atomes électronégatifs comme l'oxygène, le chlore ou l'azote.
Cette interaction est nettement plus intense que celle de Van der Waals.
Quelques exemples de solvants polaires
L'eau est un solvant polaire car a cause de sa forme coudée le barycentre des charges partielles négatives ne coïncide pas avec celui des charge partielles positive.
Autres exemples: l'acetone, l'ethanol, le chloroforme.
Qu'est-ce qu'un solvant apolaire ?
Comme son nom peut le laisser deviner il s'agit d'un solvant qui n'est pas polaire c'est à dire qui qui ne comporte pas de liaisons polarisées ou dont les charges partielles positives et négatives ont le même barycentre.
Quelques exemples de solvants apolaires
Le tetachlorométhane est un solvant apolaire car du fait de la symètrie des quatre liaisons avec le carbone le barycentre des charges positives coïncide avec le barycentre des charges partielles négatives.
Le cyclohexane est aussi un solvant polaire car il ne possède pas de liaisons polarisées tout comme, le pentane et le benzène.
Quel solvant choisir ?
Les solvants polaires sont capables d'intéragir avec les solides ioniques et les solides polaires afin de favoriser leur dissolution tandis que les solvants apolaires sont plus efficace pour dissoudre les solides moléculaires apolaire.
Définitions:
- Électronégativité : Aptitude d'un élément à attirer les électrons d'une liaison covalente dans laquelle il est engagé
- Polarité: (d'une molécule) Caractéristique décrivant la répartition des charges + et - dans un dipôle
- Dipôle : Répartition hétéroclyte des charges électriques telles que le barycentre des charges + ne coincident pas avec le barycentre des charges -
- Barycentre : Centre d'inertie d'un solide où sont concentrées un ensemble de charges électriques
- Charge partielle : Une charge partielle est une charge électrique inférieure en valeur absolue à la charge élémentaire (c'est-à-dire inférieure à la charge de l'électron). Elle est souvent notée δ- lorsqu'elle est négative et δ+ lorsqu'elle est positive. Elle s'exprime en coulombs ou en fraction de charge élémentaire.