Polaire / apolaire

[WhyScience]

Bonsoir,
J'aimerais savoir comment on détermine si une molécule est polaire ou apolaire.

par exemple :

Pour l'eau H2O
On a l'électronégativité X suivante :
X:H = 2,2
X:O = 3,4

Etant donnée que l'hydrogène et l'oxygène ont des électronégativités différentes, la molécule d'eau est polaire.
Jusque là j'ai compris mais, pour le méthane CH4 :
X:C = 2,6
X:H = 2,2

L'hydrogène et le carbone on des électronégativités différentes mais la molécule est apolaire ...
Est ce dû au fait qu'ils possèdent des electronegativites très proche ? Si c'est le cas quelle est la différence minimal d'électronégativité qu'il doit y avoir pour considérer une molécule polaire ?
Est ce que quelqu'un pourrais m'éclairer ?
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[nlbmoi]

Avant de parler de polarité (ou non) d'une molécule, il faut déterminer la polarité d'une liaison
Chaque atome n'attire pas les électrons à lui de la même manière : pour quantifier ça, on a introduit la notion d'électronégativité. Plus elle est grande, plus l'atome aura tendance à attirer les électrons.
Si on fait une liaison avec un H et un O. Comme ils ont des électronégativité différente, les électrons seront un peu plus présents sur l'atome d'oxygène : une légère charge négative apparaît ; inversement, une légère charge positive apparait. Il y a donc une liaison polarisée que l'on représente par un vecteur dirigé du négatif vers le positif. Dans notre cas de la liaison O-H le vecteur est donc dirigé du O vers le H.
Pour une molécule tous les moments créés par les liaisons vont s'additionner. Dans le cas de la molécule d'eau, chaque liaison O-H fait un angle de 104° : le moment résultat est représenté par un vecteur partant de O et passant au milieu de s2 oxygène (voir ici http://www.sciences-en-ligne.com/DIS...m_dipo_h2o.gif)

Dans le cas du méthane, de la même façon, chaque liaison C-H est un peu polarisée (moins que O-H car la différence d'électronégativité est moindre) sauf que comme le carbone est au milieu d'un tétraèdre formé de 4H, géométriquement, la somme des 4 vecteurs des moments dipolaires des liaisons fait le vecteur nul donc la molécule est apolaire.

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

Attention ! le fait que les liaisons soient polarisées ne suffit pas si les sens sont opposés alors l'effet s'annule et la molécule est apolaire : l'exemple du dioxyde de carbone l'illustre bien.
La géométrie de la molécule est l'autre facteur très important qui influe sur la polarité d'une molécule.
Pour l'eau, c'est la géométrie tétraédrique de l'oxygène qui donne une forme coudée à la molécule d'eau qui fait que la molécule est polaire.

Pour le méthane, il y a déjà, en effet, la différence d'électronégativité qui est très faible et la géométrie tétraédrique de la molécule qui fait qu'il y a compensation des moments dipolaires et donc la molécule est apolaire. Tu as exactement la même situation avec le tétrachlorométhane CCl₄ qui pourtant possède des liaisons polarisées (EN(C) < EN(Cl)) mais suite à sa géométrie, la molécule est apolaire également.

Duke.

EDIT : Encore grillé...

[WhyScience]

Je n'ai pas bien compris une partie de l'explication : la somme des 4 vecteurs des moments dipolaires des liaisons fait le vecteur nul donc la molécule est apolaire.
Pourrais tu m'expliquer comment la somme des 4 vecteurs des moments dipolaires des liaisons fait un vecteur nul stp

[A voir en vidéo sur Futura]

[nlbmoi]

D'abord, partons de 2 vecteurs : si tu as 2 vecteurs qui ont la même norme (même valeur), la même direction (mettons par exemple horizontal) mais sont de sens opposé (un vers la gauche et l'autre vers la droite). SI tu fais la somme de ces 2 vecteurs,tu reviens à ton point de départ : on dit que le vecteur résultant est le vecteur nul.

Dans le cas de 4 vecteurs, c'est la même chose. Pour voir cela, il faut arriver à voir dans l'espace. Tu as 4 vecteurs dipolaires qui partent du carbone (centre du tétraèdre) et qui sont dirigés vers les 4H (au sommet du tétraèdre). Si tu en fais la somme de ces 4 vecteurs, tu vas te retrouver au point de départ le carbone : tu n'as donc pas de vecteur résultant donc pas de moment dipolaire. C'est de la géométrie.

[WhyScience]

Veuillez oublier mon message précédent j'ai compris merci

[WhyScience]

Juste pour être sûre, tout les molécules tetraédrique dont les atomes des sommets sont identiques sont apolaire. C5 bien ça ?

[Duke Alchemist]

Bonjour.

En effet, pour 4 atomes identiques c'est le cas : les moments dipolaires s'annulent.

Duke.