Page 105 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie 1 ■ Chimie organique générale

4.3.1 Le moment dipolaire

L'état de polarisation d'une liaison est caractérisé par la valeur des charges ô+ et ô, mais il peut
l'être aussi par la valeur, et le sens, de son moment électrique ou moment diplolaire (mu), défini par
2 la relation= q · d (q = valeur absolue de la charge portée par chacun des atomes ; d = longueur de la
hap. 2, liaison). En pratique, pour exprimer le moment dipolaire dans son unité usuelle qui est le Debye D
§ 2.4.1 (prononcez, « Debaille »), on le définit par la relation µ = 48 · q · d (q = charge exprimée en « unité
électronique» ; d= longueur de liaison en nanomètres).

a) Les molécules diatomiques
Exemple
La polarisation de la liaison H-CI crée sur les deux atomes une charge dont la valeur absolue est
[6l =0,16 (en unité électronique). D'autre part la distance entre les deux noyaux (longueur de liaison)
est d = 0, l 2 7 nm. Le moment dipolaire de la molécule HCI vaut donc 48 x16x0, l 2 7 = 0, 97D. Il faut
toutefois noter que, dans la pratique, c'est le moment dipolaire qui peut être déterminé expérimenta-
lement, et on en déduit la valeur de 8, si l'on connaît la longueur de liaison.
Le moment dipolaire est une grandeur vectorielle ; il possède une direction, un sens et un module.
On le représente par une flèche parallèle à la liaison, orientée conventionnellement du pôle + vers le
pôle - (convention des chimistes, différente de celle des physiciens). Une croix à l'opposé de la pointe
de la flèche, rappelle cette convention.
l esemete.ii

b) Les molécules polyatomiques
Jusqu'ici, seul a été considéré le cas de molécules biatomiques, comme HCl, ne comportant qu'une
seule liaison. Dans une molécule polyatomique, formée de plusieurs liaisons, on peut encore attribuer
à chacune d'elles un moment dipolaire, mais il est difficile de déterminer la charge effective d'un
atome qui participe à deux ou plusieurs liaisons.
Les moments dipolaires des diverses liaisons d'une molécule polyatomique s'additionnent comme
des vecteurs, et leur résultante est le moment dipolaire de la molécule considérée globalement. La
direction de ce moment résultant ne coïncide pas nécessairement avec l'une des liaisons, et les deux
pôles positif et négatif ne coïncident pas nécessairement avec l'un des atomes de la molécule. Le cas
del' eau (fig. 4.6) en est un exemple.

8
0

6+ 6-+
H H

Figure 4.6 Moments de liaison et moment dipolaire dans la molécule d'eau.
Le moment dipolaire global, observé expérimentalement, est porté par la bissectrice de l'angle formé
par les deux liaisons OH. Le pôle négatif se trouve sur l'oxygène, mais le pôle positif se trouve en
un point virtuel.
Le moment dipolaire mesuré (l ,85D) est égal à la somme vectorielle des deux moments de liaison :
H+,o= 2o cos 52,5)=1,85 D, d'où o_=1,51 D

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