1. Polarité:
* eau (h₂o): Les molécules d'eau sont polaires. L'atome d'oxygène est plus électronégatif que les atomes d'hydrogène, créant une charge négative partielle sur l'oxygène et les charges positives partielles sur les hydrogènes. Cela forme un moment dipolaire, faisant de l'eau une molécule polaire.
* molécules non polaires: Les molécules non polaires ont une distribution uniforme des électrons, ce qui n'a pas de séparation de charge significative et aucun moment dipolaire.
2. Forces intermoléculaires:
* eau: Les molécules d'eau forment de fortes liaisons hydrogène les unes avec les autres en raison de leur polarité. Ces liaisons hydrogène sont responsables du point d'ébullition élevé de l'eau et de la tension de surface.
* molécules non polaires: Les molécules non polaires éprouvent principalement des forces de dispersion de Londres faibles, qui sont des interactions temporaires et éphémères dues à des fluctuations temporaires de la distribution d'électrons.
3. Effet hydrophobe:
* la préférence de l'eau pour elle-même: Les molécules d'eau interagissent fortement entre elles via des liaisons hydrogène, formant un réseau hautement cohésif. Ils préfèrent s'associer à d'autres molécules d'eau plutôt qu'aux molécules non polaires.
* Exclusion des molécules non polaires: Lorsque des molécules non polaires sont introduites dans l'eau, elles perturbent le réseau de liaison hydrogène. Pour minimiser cette perturbation, les molécules d'eau "poussent" les molécules non polaires, formant des grappes ou des agrégats séparés. Ce phénomène est connu comme l'effet hydrophobe .
Essentiellement, le fort réseau de liaisons hydrogène dans l'eau le rend énergiquement défavorable pour que les molécules non polaires s'y dissolvent. Ils sont repoussés en raison des perturbations qu'ils causent à la structure cohésive de l'eau.
Conséquences:
* huile et eau: L'huile est une substance non polaire et ne se mélange donc pas avec de l'eau.
* membranes cellulaires: Les membranes cellulaires sont composées de bicouches phospholipides, avec des queues hydrophobes orientées vers l'intérieur et les têtes hydrophiles orientées vers l'extérieur. Cette structure crée une barrière qui empêche les molécules solubles dans l'eau d'entrer facilement dans la cellule.
* pliage des protéines: L'effet hydrophobe joue un rôle crucial dans le repliement des protéines, entraînant des acides aminés non polaires à l'intérieur de la protéine, tandis que les acides aminés polaires sont exposés à l'environnement aqueux.
