Document N° 01

Dipôle électrique

et Moment dipolaire.

Cours.

 

 

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Mode d'emploi  


Dipôle électrique
Moment dipolaire de la molécule d'eau

(construction géométrique)

   


-    ADDITIF : Dipôle électrique et Moment dipolaire.

-    Dipôle électrique :

-    Un dipôle électrique est constitué de deux charges électriques opposées + q et –q,

situées respectivement aux points P et N de l’espace et distante de d.

-    Représentation :

 

-    À ce dipôle est associé un moment dipolaire  :

-    Caractéristiques du moment dipolaire :

-    Le moment dipolaire est représenté par un segment fléché tel que :

-    Le point d’application est le point N

-    La direction : la droite (NP)

-    Le sens de N vers P (du – vers le +)

-    La valeur : p = q . d = q . NP

-    Expression vectorielle :

-    Exemple : on considère deux charges + e et – e séparées par une distance de 100 pm

-    (e = 1,60 x 10– 19 C)

-    Calculer la valeur du moment dipolaire créé par ce dipôle

 

-    Valeur du moment dipolaire :

-    p = q . d ≈ 1,60 x 10 – 19 x 100 x 10 – 12   

-    p ≈ 1,60 x 10 – 29 C.m   

-    On utilise une autre unité pour exprimer la valeur du moment dipolaire.

-    On utilise de debye, de symbole D :

-    Correspondance : 1 D = 3,336 x 10 – 30 C.m

-    En conséquence : p ≈ 1,60 x 10 – 29 C.m  ≈ 4,8 D

-    Le debye est une unité bien adaptée à l’échelle de la molécule.

-    Pour représenter le moment dipolaire , il faut une échelle

-    On peut utiliser l’échelle suivante : 2 D ↔ 1 cm

-    Longueur du représentant : p ≈ 2,4 cm

 

-    Moment dipolaire de la molécule d’eau :

-    L’oxygène est plus électronégatif que l’hydrogène.

-    Les deux liaisons covalentes O – H d’une molécule d’eau sont polarisées.

-    Le moment dipolaire de la liaison O – H est tel que p (HO) = 1,5 D

-    Le moment dipolaire résultant est égal à la somme vectorielle

des moments dipolaires des deux liaisons O – H.

-    Ainsi, on peut connaître le moment dipolaire de la molécule d’eau :

-    On trace le représentant de chaque vecteur moment dipolaire

de chaque liaison chimique.

-    On utilise l’échelle : 2 cm ↔ 1 D.

-    Longueur du représentant : ℓ p1 = ℓ p2 = 3 cm

-    On trace le vecteur du moment résultant  qui est égal à

la somme vectorielle de  et

 

-    On mesure la valeur de la longueur du représentant du vecteur :

-    Schéma et mesures réalisées avec le logiciel Word 2007.

-    p  ≈ 3,7 cm.

-    On en déduit que p (H2O) ≈ 1,85 D ≈ 1,9 D