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Les molécules sont des groupes d’atomes qui se lient. Dans certains cas, de telles connexions entrainent une répartition inégale des charges électriques par la molécule, créant ainsi deux pôles, l’un positif et l’autre négatif. Lorsque cela se produit, la molécule est considérée comme polaire. Il est possible de déterminer si une molécule est polaire ou non en analysant les liaisons entre les atomes, en testant ses réactions au contact d’autres substances polaires ou en observant son comportement lorsqu’elle est exposée à un champ électromagnétique.
Étapes
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Écrivez les symboles des atomes de la molécule. Pour trouver le symbole de chaque atome, consultez le tableau périodique. Les symboles chimiques sont utilisés pour représenter les atomes dans la formule de Lewis. Faites attention à ne pas les confondre [1] X Source de recherche .
- Par exemple, pour représenter la structure d’une molécule d’eau, écrivez un O et deux H.
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Découvrez quel est l’atome central. C’est l’atome auquel tous (ou presque tous) les autres éléments sont liés. De tels atomes peuvent ou non être liés entre eux. Habituellement, l’atome central a une faible électronégativité [2] X Source de recherche .
- La molécule d’eau, qui a pour atome central l’oxygène, fait exception à la règle, même si elle est plus électronégative que les atomes d’hydrogène.
- Par exemple, le dioxyde de carbone est une molécule dont l’atome central est le moins électronégatif. C’est le carbone qui est l’atome central dans ce cas.
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Ajoutez toutes les liaisons chimiques. Pour déterminer le nombre de liaisons présentes dans la molécule et leur type, utilisez la règle de l’octet. Chaque atome doit avoir huit électrons dans la couche de valence pour rester stable. Certains d’entre eux doivent établir deux ou trois connexions pour parvenir à cette stabilité [3] X Source de recherche .
- Établissez une connexion entre l’oxygène et chacun des atomes d’hydrogène. Les atomes d’hydrogène ne se lient pas ensemble.
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Incluez les électrons non liés dans la structure. Bien que la plupart des électrons soient partagés par des liaisons chimiques, certains atomes ont des électrons non liés. Ces électrons doivent aussi être inclus dans la formule de Lewis, car ils jouent un rôle extrêmement important dans la détermination de la polarité d’une molécule. Faites des points autour des atomes pour représenter les électrons, liés ou non, de chacun [4] X Source de recherche .
- L’atome d’oxygène possède deux paires d’électrons non liants, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas utilisés pour la liaison, mais restent liés à l’oxygène.
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Découvrez si la molécule a un dipôle. Les dipôles se produisent quand les électrons sont répartis inégalement d’un côté de la molécule à l’autre. La présence d’un dipôle signifie que la molécule est polaire. Si les électrons sont répartis de manière égale, elle sera apolaire [5] X Source de recherche .
- Puisque les électrons sont plus attirés par l’oxygène que l’hydrogène, ils tendent à se concentrer sur ce côté de la molécule. Cela provoque une charge négative pour l’oxygène et une charge positive pour l’hydrogène, créant ainsi un dipôle et transformant l’eau en molécule polaire.
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Remplissez un bécher d’eau. L’eau est un solvant polaire : mettez-en 100 ml dans un bécher propre et laissez de côté pour plus tard [6] X Source de recherche .
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Ajoutez dans un autre bécher un solvant non polaire. Certains exemples de solvants apolaires sont l’essence, le toluène et les huiles en général. Versez 100 ml d’un solvant non polaire dans un autre bécher et laissez reposer à côté du premier bécher [7] X Source de recherche .
- De nombreux solvants apolaires sont des composés organiques volatils (COV) et peuvent être assez dangereux. Faites attention lorsque vous les chauffez et assurez-vous de porter des gants et un masque pour vous protéger.
- L’huile végétale est un solvant non polaire non volatil qui peut être utilisé dans le second bécher.
- L’acétone est aussi un solvant organique relativement sans danger. Cependant, comme il s’agit d’un composé volatil, il doit être tenu à l’écart du feu et manipulé avec des gants et un masque de protection.
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Versez la même quantité de substance dans les deux béchers. Versez une partie de la substance choisie dans les deux récipients en prenant soin d’utiliser des quantités égales pour plus de cohérence. Commencez par ajouter 10 à 20 ml de substance dans chaque bécher [8] X Source de recherche .
- Par exemple, vous pouvez ajouter 20 ml d’alcool isopropylique à chaque contenant.
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Mélangez ou chauffez les deux solutions. Vous devrez peut-être chauffer ou mélanger les solvants pour que les substances interagissent les unes avec les autres. Si c’est le cas, les deux solvants doivent être agités et chauffés au même degré. N’oubliez pas que le chauffage de solvants organiques, comme le toluène, peut être dangereux. Soyez très prudent quand vous les manipulez [9] X Source de recherche .
- Si vous utilisez de l’alcool isopropylique, mélangez simplement la solution pour l’activer. Vous n’avez pas besoin de la chauffer.
- Utilisez une plaque chauffante pour chauffer lentement les mélanges. Ne mettez pas de solvants organiques sur le feu.
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Laissez les béchers refroidir. Une fois que les substances ont commencé à interagir avec l’un des solvants ou les deux, laissez les mélanges refroidir. Cela permettra de séparer les substances des solvants s’ils ne sont pas compatibles, en plus de faciliter la manipulation des échantillons [10] X Source de recherche .
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Observez les résultats. Vérifiez si une substance solide ou liquide se sépare du solvant. Si tel est le cas, cela signifie qu’elle est incompatible avec ce solvant. Les molécules qui sont polaires sont compatibles avec les solvants polaires et les molécules non polaires avec les solvants apolaires. Par conséquent, toute substance qui se dissout dans l’eau est polaire. Cependant, les substances qui ne se dissolvent pas dans l’eau, mais qui sont compatibles avec le toluène, l’acétone, l’essence ou tout autre solvant apolaire sont également non polaires [11] X Source de recherche .
- Une fois les deux béchers décantés, l’alcool isopropylique se dissoudra complètement dans l’eau, mais formera une couche en dehors de l’huile végétale dans le second bécher. Cela signifie que l’alcool isopropylique est polaire.
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Placez la substance près d’un aimant. Vous pouvez savoir si une substance est polaire ou non en l’approchant d’un aimant ou d’un objet soumis à une charge magnétique importante. Mettez la substance sur une surface plane et rapprochez l’aimant sans la toucher.
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Recherchez toute interaction. Si l’aimant est attiré ou repoussé par la substance, cela signifie qu’elle est polaire. Cependant, l’absence de réaction ne signifie pas que la substance est apolaire. Certaines molécules polaires ne sont pas assez polarisées pour interagir avec un aimant faible.
- Par exemple, si vous approchez un aimant d’un jet d’eau, le liquide change de direction, ce qui indique une réaction nette au champ électromagnétique.
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Mettez la substance au microonde. Les fours à microonde utilisent un rayonnement électromagnétique de haute fréquence pour faire tourner les molécules d’aliments, créant ainsi des frictions et de la chaleur. Pour tester la polarité d’une substance, mettez-la au microonde [12] X Source de recherche .
- Évitez de mettre des matériaux métalliques, inflammables ou explosifs dans le microonde.
- Lorsqu’elle est placée au microonde, l’eau devient chaude, ce qui signifie qu’elle est polaire.
- Si vous mettez de l’huile pour bébé au microonde, vous verrez qu’elle ne semble pas chauffer très bien. Cela signifie qu’elle n’est pas polaire.
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Observez la substance. Voyez si elle devient chaude et s’il y a le moindre signe de fonte ou de déformation. Si le microonde modifie la structure de la substance, cela veut dire qu’elle est polaire [13] X Source de recherche .
- Allumez le microonde. Lorsqu’elles sont exposées à un rayonnement électromagnétique, les molécules de la substance commencent à tourner. Vous ne pourrez pas voir ce phénomène, mais cela signifie qu’elle est polaire. Si elle ne l’est pas, elle subira très peu de changement dans le microonde.
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Références
- ↑ http://preparatorychemistry.com/Bishop_molecular_polarity.htm
- ↑ http://web.chem.ucla.edu/~harding/lewisdots.html
- ↑ http://web.chem.ucla.edu/~harding/lewisdots.html
- ↑ http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch8/lewis.html
- ↑ http://preparatorychemistry.com/Bishop_molecular_polarity.htm
- ↑ http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter5/lesson4
- ↑ http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter5/lesson4
- ↑ http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter5/lesson4
- ↑ http://www.middleschoolchemistry.com/lessonplans/chapter5/lesson4
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