Solide moléculaires et ionique

[Chmiman]

Bonjour, je travaille sur la solubilité du sucre dans l'eau et sur l'electronegativité en général .

Par rapport à la solubilité du sucre , je dois travailler sur l'attraction entre les différents pôles des molécules du sucre et de l'eau puisque les deux sont polaires !

Mais comment , avec la simple information de la molécule en elle même , peut on définir si c'est une liaison ionique ou moléculaire ?

Si je prends la molécule de sucre , comment faut il amener les choses pour dire que cela vient des interactions électromagnétiques (électrostatiques) ?
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[moco]

Les liaisons commencent, pédagogiquement parlant, par être covalentes, en mettant en commun leurs électrons célibataires. Si la structure covalente ainsi réalisée donne à tous ses atomes la configuration d'un gaz noble, c'est très bien et on en reste là. Si cette configuration n'est pas réalisée, on essaie de voir si le déplacement complet d'une liaison sur un atome, donc la formation d'une liaison ionique, donne à ses atomes la configuration d'un gaz noble. Si c'est le cas, la molécule se transforme en un assemblage de ions. Si non elle reste covalente.
Il y a quelques rares exceptions ici et là.

Dans la molécule de sucre, toutes les liaisons sont covalentes, et il n'y a donc pas de raison de faire apparaître des liaisons ioniques. Le sucre est soluble dans l'eau, parce que cette dissolution crée autant de liaisons hydrogène entre le sucre et l'eau qu'il a fallu en rompre pour permettre au sucre de s'insérer entre les molécules d'eau.

[Chmiman]

J'ai d'autres interrogations car cela n'est pas tout à fait clair.
Si j'ai une molécule polaire, et que je la met en contact avec une autre molecule polaire, par exemple eau et sucre, pourquoi n'y aurait il que des liaisons hydrogenes et pas des liaisons avec les carbones et le oxygene du sucre qui ferait que le sucre se solubilise ? Comment tout cela s'arrange ?

De plus, un ion, puisque c'est positif ou négatif, comment les electrons en trop ou en moins font pour restés autour du noyau alors que l'équilibre parfait du même nombre d'electrons et de protons est rompu ?

Quand j'ai une molecule d'eau, et du sel, certes le Sodium attire l'oxygene et le chlorure l'hydrogene, mais dans la molécule d'eau il y a l'oxygene et l'hydrogene, donc le sodium repousse l'hydrogene aussi, qui lui meme est lié à ce qui l'attire . Je sais pas si je suis clair, mais c'est comme si je tirait quelque chose vers moi, mais qu'un autre partie de moi repousse la chose aussi, comme si je tirait quelque chose que l'on voudrait pousser dans l'autre sens. En gros la molecule en general est attirée et repoussée en même temps, et pourquoi ce serait l'attraction qui gagnerait ?

[mach3]

Si j'ai une molécule polaire, et que je la met en contact avec une autre molecule polaire, par exemple eau et sucre, pourquoi n'y aurait il que des liaisons hydrogenes et pas des liaisons avec les carbones et le oxygene du sucre qui ferait que le sucre se solubilise ? Comment tout cela s'arrange ?

il y a une hiérarchie dans la force des liaisons. Un cristal de sucre, ce sont des molécules liées entre elles par des liaison intermoléculaire non-covalente, bien plus faibles que les liaisons covalentes. Chaque molécule de sucre, malgré les liens avec ses voisines à un peu la bougeotte, c'est l'agitation thermique. Un solide est loin d'être quelque chose de statique et tranquille comme on en a l'impression à notre échelle. Les molécules s'y déplacent, difficilement, lentement et par sauts, mais elles se déplacent, on appelle cela la diffusion. A la surface, il arrive de temps en temps, qu'une des molécules se détache et part plus ou moins loin. C'est négligeable pour le sucre à température ambiante, mais ça existe. L'énergie thermique est répartie aléatoirement entre toutes les molécules, elle est, par molécule, en moyenne inférieure à l'énergie qu'il faut pour rompre les liaisons intermoléculaires d'une des molécules, mais les fluctuations statistiques peuvent faire que de temps en temps une molécule possède l'énergie suffisante et part au large. Il est par contre beaucoup moins évident que de telles fluctuations brisent des liaisons covalentes intramoléculaire : elles sont beaucoup plus fortes, la probabilité qu'assez d'énergie thermique (si il y en a assez dans tous le solide, pas sûr...) se retrouve là par hasard pour casser la liaison est tellement faible qu'il n'est pas la peine de la considérer (pour le sucre à température ambiante).

Bref, le sucre, très très lentement, s'évapore. Tout les solides font cela, c'est irrémédiable, mais la plupart du temps impossible à mesurer (si un jour vous avez l'occasion de faire mumuse avec un cristal de menthol, vous pourrez constater cet effet en quelques heures seulement), quoique parfois une odeur trahit cette évaporation. Il y a donc de plus en plus de molécules de sucre dans la phase gazeuse (l'atmosphère) et que se passe-t-il au bout d'un moment? il y en a tellement que la probabilité que l'une d'elle reviennent sur le cristal devient significative. Il y aura donc un flux sortant et un flux entrant et quand les deux flux seront égaux, on sera à l'équilibre. Pour le sucre dans l'air à l'ambiante, ça arrive très vite, il a ce que l'on appelle une tension de vapeur faible.

Si on met un solide dans l'eau, il va se passer la même chose au début : des molécules vont partir toutes seules dans l'eau liquide. Elles pourront cependant être un peu gênées par les molécules d'eau : écarter des molécules d'eau les unes des autres à température ambiante, c'est plutôt costaud, vu les fortes liaisons hydrogène entre elles (ça reste bien inférieur à des liaisons covalentes, mais c'est une de plus forte liaison intermoléculaire), mais bon statistiquement il y aurait quand même une molécule qui partirait de temps en temps : il suffit qu'une fluctuation donne assez d'énergie pour casser les liaisons entre molécules du solide et entre molécules d'eau. Dans le cas du sucre, qui peut développer des liaisons hydrogène avec l'eau, ce n'est même pas d'une gêne, mais presque d'une assistance dont bénéficie la molécule de sucre, qui va se retrouver solvatée par les molécules d'eau. L'énergie nécessaire pour partir de la surface du cristal sera beaucoup amoindrie et la probabilité qu'une molécule de sucre ne brise ses entraves intermoléculaires beaucoup plus élevée. Le sucre se dissout. Au bout d'un moment il y a beaucoup de molécules de sucre dans l'eau, on se dit alors, comme dans le cas de la vapeur du paragraphe précédent, que la probabilité que des molécules de sucre reviennent sur le cristal doit augmenter. C'est le cas, mais les liaisons entre l'eau et le sucre sont tellement fortes, que cette probabilité reste faible même si il y a vraiment beaucoup de molécules de sucre dans l'eau (si une molécule de sucre solvatée arrive près du cristal, il faut que toutes les molécules d'eau s'en détache simultanément pour qu'elle puisse s'accrocher au cristal, ce qui n'arrive pas très souvent, vu la force des liaisons). Pour avoir l'équilibre comme dans le cas de la vapeur, c'est à dire qu'il y ait autant de molécule de sucre qui partent du cristal que de molécules qui y arrivent, il faut une concentration en sucre très élevée. Cette concentration, c'est ce qu'on appelle la solubilité.

La solubilité est une histoire de compétition, entre des molécules qui quittent un cristal et des molécules qui y retournent.

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chmiman]

Attendez , le sucre en lui meme n'est as une molécule qui est liée avec des liaisons covalentes ?

Vos explications sont claires , mais en première S comprenez qui je sois perdu , vous êtes ultra précis et c'est génial , mais au fond j'ai l'impression de m'éloigner de ma question qui était , pourquoi l'attraction hydrogène - atome électronégatif était plus forte que la répulsion oxygene - atome électronégatif . Au final j'ai besoin d'une explication simple car je vois bien que je ne peut pas supporter votre explication à mon niveau .

J'ai besoin de savoir comment le sucre se solubilise et quelles interactions font que la molécule d'eau se colle à la molécule de sucre , et encore , où et comment elle se colle , et à quels atomes du sucre elle se colle .

Si on commence à me dire que le sucre s'évapore, je vais faire un burn out !