Rappel : Comment savoir si une molécule est polaire ?
- Identifier les liaisons polaires (différence d'électronégativité Δχ > 0,4).
- Déterminer la géométrie de la molécule (VSEPR).
- Vérifier si les moments dipolaires s'annulent par symétrie.
Règle : Si la somme vectorielle des moments dipolaires est nulle → molécule apolaire. Sinon → molécule polaire.
L'eau — H₂O
La molécule d'eau est-elle polaire ou apolaire ? Justifie ta réponse.
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Liaisons : O—H → Δχ = 3,44 - 2,20 = 1,24 → liaison polaire.
Géométrie : AX₂E₂ → coudée (104,5°).
Symétrie : La géométrie coudée ne permet PAS l'annulation des moments dipolaires.
Conclusion : H₂O est POLAIRE. Le moment dipolaire résultant pointe de H vers O. C'est pourquoi l'eau est un excellent solvant pour les composés ioniques.
Le dioxyde de carbone — CO₂
CO₂ est-elle une molécule polaire ou apolaire ? Les liaisons C=O sont-elles polaires ?
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Liaisons : C=O → Δχ = 3,44 - 2,55 = 0,89 → chaque liaison est polaire.
Géométrie : AX₂ → linéaire (180°).
Symétrie : Les 2 moments dipolaires C→O sont de même intensité mais de sens opposés. Ils s'annulent parfaitement.
Conclusion : CO₂ est APOLAIRE malgré des liaisons polaires. C'est la symétrie linéaire qui annule le moment dipolaire global.
L'ammoniac — NH₃
NH₃ est-elle polaire ? Compare avec BF₃ (trigonale plane).
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Liaisons : N—H → Δχ = 3,04 - 2,20 = 0,84 → liaison polaire.
Géométrie : AX₃E → pyramidale (107°).
Symétrie : La géométrie pyramidale n'est PAS symétrique dans les 3 dimensions. Les 3 moments dipolaires pointent vers N et ne s'annulent pas.
Conclusion : NH₃ est POLAIRE (μ = 1,47 D).
Comparaison BF₃ : BF₃ est AX₃ (trigonale plane, 120°). Les 3 moments dipolaires B→F s'annulent par symétrie → BF₃ est apolaire. La différence vient du doublet non-liant sur N qui brise la symétrie.
Le chloroforme — CHCl₃
CHCl₃ est-elle polaire ? Compare avec CCl₄.
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Géométrie : AX₄ → tétraédrique. Mais les 4 atomes liés ne sont PAS identiques (1 H + 3 Cl).
Analyse : Les 3 liaisons C—Cl tirent les électrons vers le bas (côté Cl) tandis que C—H tire peu. Les moments dipolaires ne s'annulent PAS.
Conclusion : CHCl₃ est POLAIRE (μ = 1,04 D).
Comparaison CCl₄ : CCl₄ a 4 liaisons C—Cl identiques en géométrie tétraédrique → les moments s'annulent par symétrie → CCl₄ est apolaire. Il suffit de remplacer UN Cl par H pour briser la symétrie.
Le dioxyde de soufre — SO₂
SO₂ est-elle polaire ? Compare avec CO₂ (qui est aussi AX₂ mais linéaire).
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Lewis : S a 6 e⁻, chaque O en a 6. Total = 18 e⁻. S forme 2 liaisons avec O + 1 doublet non-liant sur S.
Géométrie : AX₂E → coudée (angle ~119°), PAS linéaire !
Analyse : Les 2 liaisons S=O sont polaires (Δχ = 0,86). La géométrie coudée empêche l'annulation des moments dipolaires.
Conclusion : SO₂ est POLAIRE (μ = 1,63 D).
Différence avec CO₂ : CO₂ est AX₂ (linéaire, 180°) → apolaire. SO₂ est AX₂E (coudée, ~119°) → polaire. Le doublet non-liant sur S fait toute la différence !
Tableau récapitulatif
| Molécule | VSEPR | Géométrie | Polaire ? |
|---|---|---|---|
| H₂O | AX₂E₂ | Coudée | Oui |
| CO₂ | AX₂ | Linéaire | Non |
| NH₃ | AX₃E | Pyramidale | Oui |
| CHCl₃ | AX₄ | Tétraédrique | Oui |
| SO₂ | AX₂E | Coudée | Oui |
Points clés
- 1.Une liaison polaire ne donne pas forcément une molécule polaire.
- 2.La géométrie détermine si les moments s'annulent.
- 3.Molécule symétrique + liaisons identiques → souvent apolaire.
- 4.Un doublet non-liant brise souvent la symétrie → molécule polaire.
