Qu'est-ce que la polarité?
La polarité est un terme utilisé dans l'électricité, le magnétisme et la signalisation électronique. En chimie, la polarité explique la formation de liaisons entre atomes due au partage des électrons. Les molécules polaires apparaissent lorsqu'un des atomes exerce une force d'attraction plus forte sur les électrons de la liaison. En effet, les atomes sont plus attirés vers cet atome que l’autre atome, ce qui entraîne un léger déséquilibre de charge.
Comment détermine-t-on la polarité?
La détermination de la polarité se fait par un concept connu sous le nom d'électronégativité. L'électronégativité est un moyen d'exprimer la tendance d'un atome à attirer des électrons dans une liaison chimique. Il est calculé en faisant la différence entre les négativités électroniques des atomes en question. Si la différence est entre 0.4 et 1.7, la liaison est décrite comme polaire. Si la différence est inférieure à 0.4, la liaison est une liaison covalente non polaire. La signification de ceci est qu'il y aura un partage égal des électrons entre les atomes. Au contraire, si la différence est supérieure à 1.7, la liaison contient un caractère ionique.
Est-ce que l'eau est polaire ou non polaire?
L'eau est une molécule polaire car elle partage inégalement les électrons. L'eau est écrite chimiquement comme H2O signifie qu'il se compose d'atomes d'hydrogène et d'oxygène. L'hydrogène est numéro un dans le tableau périodique alors que l'oxygène est le numéro 14. Par conséquent, la configuration de l'oxygène est 2.8.4, tandis que celle de l'hydrogène est 1. Lorsque deux atomes d'hydrogène se combinent avec un atome d'oxygène, deux des quatre électrons de l'oxygène forment la liaison forte dans l'eau. L'effet résultant est qu'il y a un partage inégal d'électrons puisque deux électrons restent inutilisés. L'extrémité hydrogène devient partiellement positive alors que l'extrémité oxygène est partiellement négative. De plus, l'atome d'oxygène a une force d'attraction plus forte, attirant ainsi plus d'atomes. Par la suite, il se produit un déséquilibre de charge au sein de la molécule. Outre l'eau, le fluorure d'hydrogène est également une molécule polaire.
Contrairement à l'eau, les molécules non polaires apparaissent dans deux cas. Tout d'abord, cela pourrait être dû au partage égal des électrons entre les atomes. Deuxièmement, cela pourrait être dû à la disposition symétrique des liaisons polaires en une molécule plus complexe telle que le trifluorure de bore (BF).3). Un fait important à prendre en compte est que toutes les molécules à liaisons polaires ne sont pas toutes des molécules polaires. Un exemple de ce scénario est le dioxyde de carbone (CO2). Le dioxyde de carbone ne forme pas une molécule non polaire puisque sa géométrie est linéaire. Les deux moments dipolaires s'annulent mutuellement, ne produisant aucun moment dipolaire moléculaire net. Des exemples de composés non polaires sont l'huile et l'essence.
Pourquoi la polarité de l'eau est-elle importante?
La polarité de l'eau fait de l'eau une substance particulière car elle contribue à certaines caractéristiques uniques de l'eau. Les caractéristiques uniques incluent sa densité, sa capacité à dissoudre des substances et sa possession de liens forts qui maintiennent les molécules fermement ensemble. Ces caractéristiques de l’eau lui permettent d’exercer sa fonction fondamentale de maintien de la vie.
Capacité de l'eau à dissoudre des substances
Comme l'eau contient des ions chargés positivement et négativement, elle peut dissoudre des substances. Par exemple, le sel chimiquement appelé chlorure de sodium se dissout souvent dans l'eau. Qu'est-ce qui se passe est que les extrémités chargées positivement des molécules d'eau attirent les ions chlorure chargés négativement. Par ailleurs, les extrémités chargées négativement attirent les ions sodium positifs chargés positivement. La submersion du sel dans l'eau entraîne la séparation des ions chlorure de sodium par les molécules d'eau. Par conséquent, le sel se dissout dans l'eau.
Densité de l'eau lorsque congelée
La densité de la glace est normalement inférieure à celle de l'eau, ce qui entraîne la présence de glace sur l'eau. La raison en est que les molécules d'eau de l'eau gelée sont plus éloignées les unes des autres mais fermement maintenues entre elles par la liaison hydrogène. Par conséquent, les températures de refroidissement entraînent une augmentation de la densité de l'eau, mais seulement jusqu'à quatre degrés Celsius. Après cela, la densité diminue et quand elle atteint zéro degré ou moins, elle est plus légère que l'eau. La glace peut alors flotter dans l'eau, favorisant ainsi la vie marine.
Des liens solides dans l'eau
Les liens forts qui maintiennent les molécules d'eau ensemble contribuent à ses caractéristiques physiques uniques. Les molécules serrées entraînent de très hauts points d’ébullition et de fusion de l’eau.
