1. Forces intermoléculaires (IMF):
* liaison hydrogène: Le type le plus fort de FMI. Se produit lorsque l'hydrogène est lié à des atomes hautement électronégatifs comme l'oxygène, l'azote ou le fluor. Les molécules qui peuvent former des liaisons hydrogène ont des points de fusion et d'ébullition significativement plus élevés. (par exemple, l'eau, les alcools)
* Interactions dipol-dipole: Se produisent entre les molécules polaires avec des dipôles permanents. Plus faible que les liaisons hydrogène mais contribuent toujours à des points de fusion et d'ébullition plus élevés. (par exemple, acétone, chloroforme)
* London Dispersion Forces (LDFS): Présent dans toutes les molécules, quelle que soit la polarité. Ces forces proviennent de dipôles temporaires et induits. La résistance des LDF augmente avec la taille et le poids moléculaire de la molécule. (par exemple, les hydrocarbures comme le méthane, le propane, le butane)
2. Forme et taille moléculaire:
* Surface: Les molécules avec des surfaces plus grandes ont plus de points de contact pour les interactions du FMI, conduisant à des points de fusion et d'ébullition plus élevés.
* Branche: Les molécules ramifiées ont moins de surface pour le contact, conduisant à des IMF plus faibles et à des points de fusion et d'ébullition plus faibles par rapport aux isomères non ramifiés.
3. Poids moléculaire:
* Les molécules plus lourdes ont des LDF plus forts, entraînant des points de fusion et d'ébullition plus élevés. Ceci est particulièrement important pour les molécules non polaires où les LDF sont la principale force intermoléculaire.
4. Polarisabilité:
* La polarisabilité fait référence à la facilité avec laquelle le nuage d'électrons d'une molécule peut être déformé. Des molécules plus polarisables ont des LDF plus forts, conduisant à des points de fusion et d'ébullition plus élevés.
5. Structure cristalline:
* La disposition des molécules dans un solide peut affecter le point de fusion. Les structures cristallines plus ordonnées ont généralement des points de fusion plus élevés.
Exemples illustratifs:
* eau (h₂o): Une forte liaison hydrogène entraîne un point de fusion et d'ébullition très élevé (0 ° C et 100 ° C).
* méthane (ch₄): Seulement les LDF, il a donc un point de fusion et d'ébullition très faible (-182 ° C et -164 ° C).
* éthanol (ch₃ch₂oh): Liaison hydrogène, il a donc un point de fusion et d'ébullition plus élevé que l'éthane (ch₃ch₃), qui n'a que des LDF.
* pentane (c₅h₁₂): Poids moléculaire plus élevé que le butane (C₄H₁₀), il a donc un point d'ébullition plus élevé.
Résumé:
Les points de fusion et d'ébullition d'une molécule sont déterminés par une combinaison de facteurs, principalement la force des forces intermoléculaires, la taille moléculaire et la forme. Comprendre ces propriétés aide à prédire et à expliquer les propriétés physiques des substances.
