Transcription de la vidéo
Lequel des composés suivants peut former des liaisons hydrogène entre ses molécules ?
Voici la formule structurale de quatre molécules. Puisque cette question nous demande d’identifier le composé qui forme une liaison hydrogène entre ses molécules, nous devons d’abord discuter de ce concept.
Les liaisons hydrogène représentent des interactions dipôle–dipôle qui existent entre les atomes d’hydrogène liés de manière covalente et les doublets non liants d’électrons sur des éléments fortement électronégatifs. Considérons maintenant une molécule présente dans notre vie quotidienne qui possède une liaison hydrogène, la molécule d’eau, et examinons les interactions dipolaires qui permettent de la classer comme étant polaire.
La molécule d’eau a un atome d’oxygène très électronégatif, qui attire la majeure partie de la densité électronique des deux liaisons covalentes OH. Cette partie est représentée par 𝛿−, car il s'agit de la partie de la molécule neutre portant une charge partielle négative. Les deux atomes d’hydrogène dans la molécule d’eau sont représentés par 𝛿+, car ces parties de la molécule portent une charge partielle positive étant donné que leur densité électronique est inférieure.
Lorsque deux molécules d’eau interagissent l'une avec l'autre, la charge électrostatique partielle négative de l’atome d’oxygène de l'une des molécules d’eau est attirée par la charge électrostatique partielle positive d’un atome d’hydrogène sur l'autre molécule d’eau. Cette attraction entre les différentes charges électrostatiques des deux molécules d’eau s’appelle la liaison hydrogène, qui est représentée par une ligne pointillée.
L’élément fortement électronégatif dans l’exemple de l’eau est l’oxygène. Mais il pourrait aussi s'agir d’azote ou de fluor, car ce sont les trois éléments les plus électronégatifs du tableau périodique.
Appliquons maintenant ces informations sur la liaison hydrogène aux molécules mentionnées dans la question. Toutes ces molécules comportent au moins un atome d’oxygène lié à au moins un atome de carbone. L’atome d’oxygène retire une quantité significative de densité électronique du carbone, ce qui rend toutes ces molécules polaires en raison de la formation d’une charge partielle négative sur l’atome d’oxygène.
Il est important de noter que l’éther mentionné dans le choix de réponse (B) peut sembler non polaire en raison de la symétrie de sa structure de Lewis. Il faut toutefois noter qu’il s’agit bel et bien d’une molécule polaire puisque son atome d’oxygène possède deux doublets non liants qui se repoussent, ce qui confère à cette molécule une forme incurvée.
Pour identifier une molécule susceptible de former une liaison hydrogène, nous devons également rechercher un atome d’hydrogène lié à l’atome d’oxygène. En examinant les quatre molécules mentionnées dans la question, nous remarquons que l’acide carboxylique a également un atome d’hydrogène lié au même atome d’oxygène électronégatif. Il en résulte que l’atome d’oxygène retire la densité électronique de l’atome d’hydrogène, ce qui confère à l’atome d’hydrogène une charge partielle positive permanente.
Libérons un peu d’espace à l'écran afin de démontrer cette interaction dipôle-dipôle dans la molécule (C). Dans la molécule (C), une charge partielle positive sur l’atome d’hydrogène dans une molécule d’acide carboxylique et une charge partielle négative sur un atome d’oxygène dans une autre molécule d’acide carboxylique permettent à une interaction dipôle–dipôle de se former entre les molécules.
Il faut noter qu’une liaison hydrogène pourrait également se former entre les deux groupes hydroxyle dans la molécule (C), comme indiqué. Par conséquent, le composé susceptible de former une liaison hydrogène entre ses molécules est le composé du choix de réponse (C).
