Les liaisons faibles

Les liaisons faibles sont des interactions électrostatiques (attraction de charges opposées) entre les molécules voisines (et non plus entre les atomes). Elles agissent donc à des distances plus longues et sont de ce fait plus faibles que les liaisons covalentes. On décrit ici les liaisons hydrogène et les interactions de Van der Waals.

La liaison par forces de Van der Waals

Les forces de Van der Waals sont responsables de liaisons intermoléculaires. Elles sont bien plus faibles que celles qui assurent la cohésion d’une molécule, d’un solide ionique ou d’un métal. Les forces de Van der Waals sont représentées par une expression variant en 1/r6 (r étant la distance entre deux molécules). Leurs influences s’étendent donc sur de très courtes distances (3-8 Å) et rendent compte de la cohésion de la grande majorité des liquides. Ces forces s’opposent, par exemple, à l’évaporation des liquides non polaires comme les hydrocarbures.

La liaison hydrogène

Les liaisons covalentes entre un hétéroatome (X) de petite taille (O, N, F) et un atome d’hydrogène (H) sont très fortement polarisées en vertu de la grande différence d’électronégativité entre ces atomes. En effet, la différence d’électronégativité engendre une déformation du nuage électronique de la liaison X-H, dans lequel les électrons se placent préférentiellement sur l’atome le plus électronégatif (X) appauvrissant par là même, la densité électronique au niveau de l’atome d’hydrogène. Cela confère ainsi un caractère acide (donneur de proton) à la fonction X-H. L’atome d’hydrogène présente donc un déficit de charge partiel et peut interagir avec un groupement électrodonneur, un atome, ou un doublet électronique disponible (accepteur de proton). Cette interaction est appelée « liaison hydrogène » et est supérieure aux forces de Van der Waals.

L’énergie de la liaison hydrogène est relativement forte (‑12 à ‑33 kJ/mol), elle dépend de l’électronégativité de X et possède une influence importante sur la température d’ébullition des liquides présentant cette structure. Les liaisons hydrogènes permettent d’expliquer que l’eau est liquide à température ambiante. Sans cela elle serait gazeuse. Les liaisons hydrogènes sont également responsables de la structure en double hélice de l’ADN.

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