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Forces intermoléculaires et températures d'ébullition – London, dipôle–dipôle, liaison hydrogène

ChimieLiaisons chimiques15–16 ans

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Comparez les températures d'ébullition réelles (approchées, sous 1 atm) de six séries : alcanes C₁–C₈, les trois isomères de C₅H₁₂, HCl – HBr – HI, des espèces de M ≈ 44–46 g/mol, des couples alcool–alcane de masse voisine, et H₂O face à H₂S. Chauffez ou refroidissez pour voir les molécules de la boîte à particules s'écarter au passage de la température d'ébullition, tandis que le diagramme en barres indique les espèces déjà bouillies ; les attractions de London, dipôle–dipôle et les liaisons hydrogène sont tracées entre les molécules, avec une explication de la force dominante.

Leçon : Forces intermoléculaires et températures d'ébullition

Ce qu’elle montre

La température d'ébullition d'une espèce moléculaire dépend de la force avec laquelle ses molécules s'attirent. La simulation associe un modèle particulaire à des données réelles choisies pour isoler un facteur à la fois : longueur de chaîne et nombre d'électrons pour les alcanes, forme des molécules pour les isomères du pentane, polarité face au nombre d'électrons pour HCl, HBr et HI, interactions dipôle–dipôle face à la liaison hydrogène à masse molaire égale, et eau face au sulfure d'hydrogène. Les données sont des valeurs arrondies de tables ; le dessin des particules est illustratif, sans échelle.

Mode d’emploi

Choisissez une série et une espèce, ou touchez une barre du diagramme. Faites glisser Température, ou cliquez sur Chauffer ou Refroidir, et regardez les molécules quitter le liquide quand la température d'ébullition est dépassée, pendant que la barre passe à l'état gazeux. Cochez Afficher les attractions entre molécules pour voir London (gris), dipôle–dipôle (orange) et liaisons hydrogène (bleu), puis lisez l'explication sous le diagramme.

Paramètres modifiables

  • Série Alcanes linéaires C₁–C₈, Les trois isomères de C₅H₁₂, HCl, HBr, HI, M ≈ 44–46 g/mol : propane, éther diméthylique, éthanal, éthanol, Alcools et alcanes de M voisine, H₂O et H₂S
  • Température initiale -200–150 °C
  • Vitesse de chauffage et de refroidissement 2–40 °C/s
  • Afficher les attractions entre molécules

Questions à explorer

  1. Pourquoi HI bout-il à plus haute température que HCl alors que HCl est plus polaire ?
  2. L'éthanol et l'éther diméthylique ont la formule C₂H₆O : pourquoi leurs températures d'ébullition diffèrent-elles de plus de 100 °C ?
  3. Quels isomères de C₅H₁₂ sont liquides à 20 °C, et comment la forme des molécules l'explique-t-elle ?

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