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Vidéo question :: Déterminer pourquoi l’azote possède une capacité plus grande à former des liaisons hydrogène que le brome Chimie • Deuxième secondaire

Les électronégativités de l’azote (3,04) et du brome (2,96) sont très semblables ; Cependant, l’azote a une capacité beaucoup plus grande à former des liaisons hydrogène que le brome. Comment peut-on justifier cette différence de capacité à former des liaisons hydrogène ? [A] Un atome d’azote contient plus de doublets non liants qu’un atome de brome, ce qui lui donne une plus grande capacité à former des liaisons hydrogène. [B] Un atome de brome contient plus de protons dans son noyau et attire donc un atome d’hydrogène assez fortement pour former des liaisons covalentes au lieu de liaisons hydrogène. [C] Un atome de brome est plus réactif qu’un atome d’azote et il forme donc facilement des liaisons covalentes, ce qui ne laisse aucun doublet non liant pour former des liaisons hydrogène. [D] La taille plus importante d'un atome de brome signifie qu'il a des forces d'attraction plus faibles sur les atomes d'hydrogène des autres molécules adjacentes. [E] Le brome ne peut former qu’une seule liaison avec un atome d’hydrogène, tandis que l’azote peut en former trois, ce qui lui confère une plus grande capacité à se lier à l’hydrogène.

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Transcription de la vidéo

Les électronégativités de l’azote, 3,04, et du brome, 2,96, sont très semblables. Cependant, l’azote a une capacité beaucoup plus grande à former des liaisons hydrogène que le brome. Comment peut-on justifier cette différence de capacité à former des liaisons hydrogène ? (A) Un atome d’azote contient plus de doublets non liants qu’un atome de brome, ce qui lui donne une plus grande capacité à former des liaisons hydrogène. (B) Un atome de brome contient plus de protons dans son noyau et attire donc un atome d’hydrogène assez fortement pour former des liaisons covalentes au lieu de liaisons hydrogène. (C) Un atome de brome est plus réactif qu’un atome d’azote et il forme donc facilement des liaisons covalentes, ce qui ne laisse aucun doublet non liant pour former des liaisons hydrogène. (D) La taille plus importante d'un atome de brome signifie qu'il a des forces d'attraction plus faibles sur les atomes d'hydrogène des autres molécules adjacentes. Ou bien (E) le brome ne peut former qu’une seule liaison avec un atome d’hydrogène, tandis que l’azote peut en former trois, ce qui lui confère une plus grande capacité à se lier à l’hydrogène.

Libérons de l’espace à l’écran pour discuter des liaisons hydrogène.

Les liaisons hydrogènes sont des interactions dipôles – dipôles entre les atomes d’hydrogène liés de manière covalente et les doublets non liants sur des éléments fortement électronégatifs. Ces fortes interactions se produisent en raison de la distribution inégale de la charge. Par exemple, dans l’eau, l’oxygène est l’élément fortement électronégatif. Cela signifie que les électrons partagés avec les atomes d’hydrogène dans les liaisons covalentes sont plus proches de l’atome d’oxygène. Cela se traduit par une charge partielle négative sur l’oxygène, que nous pouvons représenter avec le symbole 𝛿 moins. Cela donne aux atomes d’hydrogène une charge partielle positive, que nous pouvons représenter avec le symbole 𝛿 plus.

Pour qu’un élément électronégatif soit lié de manière covalente à l’hydrogène pour former des liaisons hydrogène, il doit y avoir une répartition inégale de la charge. Il doit également y avoir au moins un doublet non liant sur l’élément électronégatif. Une substance comme le bromure d’hydrogène a un atome d’hydrogène lié de manière covalente à un atome fortement électronégatif ayant des doublets non liants, on a donc une répartition inégale de la charge. Cependant, il ne se forme pas de liaisons hydrogène. Pourquoi pas ? Parce que les liaisons hydrogène ne se forment que lorsque la charge partielle négative est fortement concentrée dans une petite zone.

Examinons les rayons atomiques de l'azote et du brome pour mieux comprendre ce concept.

Sur le tableau périodique, le rayon atomique diminue de gauche à droite. Il augmente également de haut en bas. Sur le tableau périodique, nous trouverons l’azote dans la deuxième période, groupe 15, et nous trouverons le brome dans la quatrième période, groupe 17. Le rayon atomique augmente beaucoup plus rapidement lorsqu’on descend dans un groupe que lorsqu’on va de gauche à droite sur une période. Donc, un atome de brome a un rayon beaucoup plus grand qu’un atome d’azote.

Bien que ces atomes aient tous deux des électronégativités très similaires, ils ont des rayons atomiques très différents. L’azote et le brome forment tous deux des liaisons covalentes avec des atomes d’hydrogène. L’azote et le brome auront probablement des doublets non liants et une répartition inégale de la charge lors de la formation de molécules avec l’hydrogène. Cependant, en raison de leur taille plus petite, les atomes d’azote ont une densité de charge plus élevée et la charge partielle négative est plus concentrée. Une plus grande densité de charge dans l'atome électronégatif signifie une plus forte attraction entre lui-même et la charge partielle positive de l'hydrogène sur les molécules voisines.

Ainsi, pour l'atome de brome qui est plus grand, cela signifie que les forces d'attraction des molécules voisines sont plus faibles, car la charge partielle négative est répartie sur un plus grand rayon. En gardant cela à l'esprit, regardons à nouveau nos choix de réponses.

Nous pouvons voir que le choix de réponse (D) décrit le raisonnement que nous avons discuté. Par conséquent, la différence de la capacité à former des liaisons l’hydrogène entre l’azote et le brome peut être rationalisée par le choix de réponse (D). La taille plus importante d'un atome de brome signifie qu'il a des forces d'attraction plus faibles sur les atomes d'hydrogène des autres molécules adjacentes.

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