Caractère polaire ou apolaire d'une molécule

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Molécule polaire : les centres G^+ et G^- des charges partielles ne sont pas confondus • Une molécule sans liaison polarisée est apolaire (H_2, CH_4) • Une géométrie symétrique peut rendre apolaire une molécule à liaisons polarisées (CO_2, BF_3, CCl_4) • H_2O (coudée) et NH_3 (pyramidale) sont polaires

Le cours

Molécule polaire ou apolaire Charges partielles d'une molécule. Dans une molécule, chaque liaison polarisée porte des charges partielles ^+ et ^-. On note G^+ le centre géométrique (barycentre) des charges partielles positives et G^- celui des charges partielles négatives. Critère. Une molécule est polaire si G^+ et G^- ne sont pas confondus. Elle est apolaire s'ils sont confondus, ce qui arrive : si la molécule ne contient aucune liaison polarisée : H_2, Cl_2, CH_4 (liaisons C–H considérées comme non polarisées) ; si ses liaisons polarisées sont disposées symétriquement autour de l'atome central : CO_2 (linéaire), BF_3 (triangulaire plane), CCl_4 (tétraédrique). Exemples de molécules polaires. HCl (une seule liaison polarisée), H_2O (coudée : G^- sur O, G^+ au milieu des deux H), NH_3 (pyramidale), CH_2Cl_2. Moment dipolaire. On peut associer à chaque liaison polarisée un vecteur moment dipolaire p_i, orienté par convention de la charge ^- vers la charge ^+. La molécule est apolaire lorsque la somme p = p_i est nulle, ce qui revient au critère G^+ = G^-. Pourquoi c'est utile. La polarité gouverne la solubilité et la miscibilité : un solvant polaire comme l'eau dissout bien les espèces polaires ou ioniques, un solvant apolaire comme le cyclohexane dissout les espèces apolaires. Méthode 1. Établir le schéma de Lewis et la géométrie de la molécule. 2. Repérer les liaisons polarisées ( 0,4) et placer les charges partielles. 3. Situer G^+ et G^- en tenant compte de la géométrie dans l'espace. 4. Conclure : G^+ G^-, molécule polaire ; G^+ = G^-, molécule apolaire. Astuce et méthode clé Raisonne toujours sur la géométrie réelle dans l'espace : pour CCl_4 tétraédrique, les quatre charges ^- des chlores ont leur centre exactement sur le carbone, qui porte la charge ^+. Piège classique à éviter Ne conclus pas d'après une formule écrite à plat : H-O-H et O=C=O se ressemblent sur le papier, mais l'eau, coudée, est polaire, tandis que CO_2, linéaire, est apolaire.

Dans ce chapitre