Cohésion des solides moléculaires 

 

1. Les interactions (ou liaison) de Van der Waals
2. Les liaisons hydrogène   
3. Liaisons intermoléculaires et changement d'état

La cohésion des solides moléculaires est beaucoup moins forte que celle des cristaux ioniques et leurs températures de fusion sont donc nettement inférieures. On a deux types d’interaction intermoléculaires : van der Waals et hydrogène

1) Les interactions (ou liaison) de Van der Waals

Les interactions de Van der Waals sont des interactions entre dipôles électriques .Ce sont des interactions de courtes distances, d’intensité faible, de nature
électrostatique.

a) Cas des molécules polaires

La cohésion de leur état solide est assurée par l'interaction entre des dipôles permanents : Il y a une interaction attractive entre les pôles de signes opposés. Les molécules s'orientent de manière à ce que les pôles positifs soient proches des pôles négatifs.

b) Cas des molécules non polaires

La cohésion de leur état solide est assurée par  interaction entre dipôles instantanés.
Statistiquement les électrons sont à égale distance des atomes liés , mais à un instant donné ils peuvent  être plus proches de l’un des deux atomes provoquant ainsi un décalage temporaire du centre des charges positives et du  centre des charges négative. Les liaisons peuvent alors être temporairement polarisées et constituent des dipôles instantanés.

2) Les liaisons hydrogène

Les liaisons hydrogène Ce sont des liaisons entre un atome d’hydrogène lié à un atome très électronégatif et un autre atome très électronégatif comme F, O, N ou Cl appartenant à une autre molécule. Elles sont représentées par des traits en pointillés entre les atomes.

Ne possédant qu'un électron, l'atome H ne peut établir de liaison covalente avec plus d'un atome. Toutefois cette liaison étant formée avec un atome très électronégatif la molécule présente une forte asymétrie. Dans cette situation, le proton du noyau peut attirer l'électron d'un second atome, qui se trouvera ainsi lié au premier par la liaison hydrogène.


Les liaisons hydrogène confèrent aux substances des points d'ébullition anormalement hauts car, il faudra plus d'énergie (par le biais de la chaleur) pour séparer les molécules les unes des autres

Exemple
L’éthanol et le méthoxyméthane qui sont des isomères CH₃CH₂OH (éthanol) et CH₃-O-CH₃ (méthoxyméthane). L'ethanol comporte une liaison hydrogène et a une température d'ébullition de 78°C tandis que le méthoxyméthane qui ne comporte pas de liaison hydrogène a une température d'ébullition de 24°C.

3) Liaisons intermoléculaires et changement d'état

L'intensité des interactions intermoléculaires influence les températures de changement d'état: plus les molécules sont polaires et établissent de liaisons hydrogène, plus les températures de fusion et d'ébullition sont élevées.