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Corps pur
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Exercices

1/ Un corps pur ne contient qu'un seul type de molécules.

Comprendre

La différence entre un corps pur et un mélange est que le corps pur ne contient qu'un seul type de corps et le mélange en contient plusieurs. Les corps purs sont assez rares dans la Nature, on trouve parfois des métaux purs mais cela reste exceptionnel.
Pour obtenir un corps pur, on doit purifier un mélange (séparer une espèce chimique des autres constituants du mélange). Cela peut-être très utile pour éviter des réactions non-désirées en chimie ou pour créer des alliages métalliques ayant les propriétés voulues.
Pour obtenir le silicium utilisé pour les composants électroniques, on doit le purifier énormément.

On peut séparer les molécules en deux types:

  • les molécules naturelles, composées de molécules présentes dans la nature comme le caoutchouc et le coton
  • les molécules de synthèse : elles sont préparées dans des laboratoires ou des usines à partir de plusieurs espèces chimiques.
On recrée parfois des molécules naturelles grâce à la chimie de synthèse pour des raisons économiques ou écologiques.

2/ Un mélange contient plusieurs types de molécules différentes.

Comprendre

mélange homogène

Un mélange peut être homogène(on ne voit qu'un seul constituant), ou hétérogène (on peut voir plusieurs constituants) mais il est toujours composé d'au moins deux corps différents.
Le cuivre est donc un corps pur mais le bronze est un mélange car il est constitué de cuivre et d'étain. De la même façon, l'eau est un mélange car elle contient des gaz (O2,N2 et CO2 principalement) et des sels minéraux.

Les molécules qui se dissolvent bien dans l'eau sont les molécules qui lui ressemblent par certains aspects. On les appellera molécules polaires car elles ont au moins un pôle de charge électrique.

2/ Exercices

Comprendre

2/ Pure physiologie 
(3 mn)

Sur l'étiquette d'un sérum physiologique préconisé pour le lavage oculaire on peut lire: chlorure de sodium, eau purifiée.

Le sérum physiologique est-il un mélange ou un corps pur?

Le sérum physiologique est constitué de deux espèces chimiques; l'eau et le chlorure de sodium, c'est donc un mélange.

La salive est-elle un corps pur ou un mélange?

La salive est constituée de 99% d'eau, de protéines et de différents ions, c'est donc un mélange.

3/ Les liaisons permettent de stabiliser les espèces chimiques.

Comprendre

correlation longueur et énergie liaison carbone
Stabilité d'une molécule

Une molécule est constituée de plusieurs atomes liés entre eux de façon plus ou moins forte. Plus les liaisons seront fortes, plus on aura du mal à la faire réagir ( c'est à dire à lui faire échanger des atomes avec d'autres molécules ). Plus les liaisons entre les atomes d'une molécule seront fortes, plus la molécule sera stable, elle réagira moins facilement avec les autres molécules.

Attraction dans un corps pur

Un corps pur est constituée de nombreuses molécules toutes identiques. Plus les molécules vont s'attirer entre elles, plus il faudra d'énergie pour les dissocier.Plus les molécules d'un liquide s'attirent, plus il faudra d'énergie pour le faire s'évaporer.

4/ Rompre une liaison nécessite de l'énergie

Comprendre

Pourquoi l'huile et l'eau ne s'aiment pas
Energie de liaisons dans une molécule

Deux atomes peuvent se stabiliser en se liant et en formant une molécule. Comme s'ils s'appuyaient l'un sur l'autre, ils "s'équilibrent".
Pour séparer ces deux atomes, il va falloir les repousser assez loin l'un de l'autre pour qu'ils ne reforment pas leur lien. Cela demande de l'énergie puisqu'ils s'attirent l'un l'autre. Pour rompre des liaisons, il faut donc fournir de l'énergie.. Les liaisons à l'intérieur d'une molécule sont bien plus fortes que les liaisons qui leint les molécules entre elles.

Deux atomes qui se stabilisent en se liant ont besoin de moins d'énergie, ils s'en débarassent en la donnant autour d'eux (ils peuvent la transmettre lors d'un choc avec une autre molécule). La création de liaisons libère donc de l'énergie.

liaisons intermoléculaires forces croissantes Force Vand der Walls liaisons hydrogènes
Energie de liaisons entre molécules

Tu as du mal à marcher? Appuie toi sur le mur! Il y aura ainsi plus de liaisons entre ton corps et ton environnement et tu auras moins de mal à te tenir debout. En fait tu auras moins d'énergie à dépenser pour garder ta position.
Les molécules fonctionnent de la même façon, plus elles ont de liaisons avec leur environnement, moins elles auront besoin d'énergie. Or, une molécule qui a de l'énergie en trop ne la garde pas pour plus tard, elle la donne à la première molécule qu'elle rencontre.
Une molécule va bouger en fonction de son environnement. Elle va être ballotée au hasard jusqu'à finir par trouver un endroit où elle est plus attirée par les molécules qui l'entourent et aura tendance à y rester. Une molécule aura donc tendance à s'installer à l'endroit qui lui demande le moins d'énergie..

Si on mélange plusieurs molécules, celles qui s'attirent le plus auront tendance à se regrouper. C'est pour cela que les molécules qui se ressemblent se rassemblent.

Polarité d'une molécule Interaction atomiques

Type d'interactionÉnergie de la liaison (kJ)
Liaison covalente1700
Liaison hydrogène50-67
Force de Keesom2-12
Forces de Van der Walls< 4

  • Les liaisons covalentes sont des liaisons où les charges sont équitablement réparties.
  • Les liaisons hydrogènes sont présentes quand un hydrogène qui possède une petite charge positive se trouve à proximité d'un atome qui possède une petite charge négative.
  • La force de Keesom apparaît entre deux atomes atomes qui possèdent deux charges partielles opposées.(une charge partielle est une charge plus petite que la charge élémentaire)
  • Les forces de Van der Walls regroupent plusieurs phénomènes qui tendent à créer des dipôles de charges au sein des atomes et leur permettent de s'attirer mutuellement.

Appliquer

Les réactions où il y a plus de créations que de ruptures de liaisons émettront de la chaleur: elles seront exothermiques.
Les réactions où il y a plus de rupture que de création de liaisons absorberont de la chaleur: elles seront endothermiques.