L’état solide correspond à un état à la fois ordonné et condensé. Les entités (ions ou molécules) constituant le solide, interagissent entre elles et des forces attractives permettent d’assurer la cohésion de celui-ci.
I. Cohésion dans un solide ionique
Deux particules portant respectivement une charge électrique qA et qB, exercent l’une sur l’autre des forces électrostatiques qui peuvent être attractives ou répulsives, selon les signes respectifs des charges portées.
À noter
Si les charges électriques sont de même signe, les forces sont répulsives ; si elles sont de signes opposés, elles sont attractives.
Un solide ionique est constitué par un arrangement régulier de cations (ions positifs) et d’anions (ions négatifs ).
Les forces électrostatiques attractives entre les cations et les anions l’emportent sur les forces répulsives entre anions ou entre cations : elles sont responsables de la cohésion du solide ionique. Un solide ionique est électriquement neutre.
II. Cohésion dans un solide moléculaire
La cohésion d’un solide moléculaire est assurée par les interactions de van der Waals qui sont des interactions électrostatiques attractives.
Une liaison hydrogène, ou pont hydrogène, est une interaction électrostatique attractive entre un atome d’hydrogène, lié à un atome très électronégatif, et un atome d’une autre molécule, très électronégatif et porteur d’un doublet d’électrons non liant.
Méthode
Identifier les forces de cohésion dans un solide
Les structures de trois solides sont fournies ci-dessous.
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A : fluorure de calcium CaF2 |
B : diiode I2 |
C : sulfure d’hydrogène H2S |
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Données : χ(H) = 2,2 ; χ(S) = 2,6 ; χ(I) = 2,7.
a. Déterminer quel est le type de solide présenté.
b. Quelles sont la (ou les) force(s) responsables de la cohésion de chacun de ces solides ?
Conseils
a. Identifiez les entités composant le solide : ion ou molécule.
b. Pensez aux conditions nécessaires à l’établissement de liaisons hydrogène.
Solution
a. Le solide A est composé d’ions donc c’est un solide ionique. Les solides B et C sont des solides moléculaires, car composés de molécules.
b. • Dans le solide A, ce sont les forces électrostatiques attractives entre les cations Ca2+ et les anions F – qui assurent la cohésion du fluorure de calcium.
• Dans le solide B, ce sont les forces électrostatiques attractives de van der Waals entre les molécules de diiode I2, qui sont apolaires, qui assurent la cohésion du diiode solide.
• Dans le solide C, ce sont les forces électrostatiques attractives de van der Waals entre les molécules de sulfure d’hydrogène H2S qui assurent la cohésion du sulfure d’hydrogène solide, mais aussi les liaisons hydrogène entre un atome d’hydrogène (lié à un atome très électronégatif) de la molécule et un atome de soufre d’une autre molécule.
