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Le chapitre "De la structure à la polarité d'une entité chimique" du programme de physique-chimie de spécialité en première générale aborde les principaux concepts liés à la formation d'une molécule ou d'un ion, la géométrie des édifices atomiques, ainsi que les notions de molécules polaires et apolaires.
Formation d'une molécule ou d'un ion : La formation d'une molécule ou d'un ion implique la liaison entre atomes pour obtenir une stabilité électronique. Pour représenter ces liaisons, on utilise le schéma de Lewis, qui indique la répartition des électrons de valence autour des atomes. Pour les atomes ou ions monoatomiques, le schéma de Lewis présente les électrons valence sous forme de points. Pour les molécules ou ions polyatomiques, les liaisons covalentes entre les atomes sont représentées par des paires d'électrons partagées entre les atomes.
Géométrie des édifices atomiques : La géométrie moléculaire décrit l'arrangement spatial des atomes dans une molécule en fonction des paires d'électrons présentes autour de l'atome central. Les principales géométries rencontrées sont :
1. Tétraédrique : Dans une molécule avec quatre paires d'électrons autour de l'atome central, la géométrie est tétraédrique. Un exemple courant est le méthane (CH4), où les quatre atomes d'hydrogène entourent un atome de carbone.
2. Pyramidale à base triangulaire : Lorsque l'atome central a une paire d'électrons non partagée, la géométrie devient pyramidale à base triangulaire. Un exemple est l'ammoniac (NH3) avec trois atomes d'hydrogène autour de l'azote.
3. Coudée : Cette géométrie se retrouve lorsque l'atome central a deux paires d'électrons non partagées. Un exemple typique est l'eau (H2O), où les deux atomes d'hydrogène sont disposés de manière coudée autour de l'atome d'oxygène.
4. Triangulaire : Lorsque toutes les paires d'électrons autour de l'atome central sont partagées avec des atomes liés, la géométrie est triangulaire. Un exemple est le dioxyde de carbone (CO2) avec deux liaisons doubles entre l'atome de carbone et les atomes d'oxygène.
Notions de molécules polaires et apolaires : Une molécule est dite polaire lorsque les charges positives et négatives sont réparties de manière asymétrique dans la molécule, créant ainsi un moment dipolaire net. Les molécules polaires résultent généralement de liaisons covalentes entre des atomes d'électronegativités différentes.
En revanche, une molécule est qualifiée d'apolaire lorsque les charges positives et négatives sont réparties de manière symétrique ou lorsque la molécule est composée uniquement de liaisons non polaires.
La polarité d'une molécule est un facteur déterminant dans les interactions intermoléculaires, les propriétés physiques et chimiques, ainsi que dans la solubilité des substances dans certains solvants.
En conclusion, le chapitre "De la structure à la polarité d'une entité chimique" explore les différentes étapes de formation d'une molécule ou d'un ion à l'aide du schéma de Lewis, la géométrie des édifices atomiques et les notions fondamentales de molécules polaires et apolaires. Ces concepts sont essentiels pour comprendre les propriétés et les interactions des entités chimiques dans diverses situations et constituent une base importante pour les études ultérieures en chimie.