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Laquelle des molécules organiques suivantes a le point d’ébullition le plus élevé selon vos prévisions ?
Dans cette question, nous devons déterminer la molécule organique qui a le point d’ébullition le plus élevé. Les molécules avec un point d’ébullition plus élevé vont avoir des forces intermoléculaires plus intenses. La force intermoléculaire la plus intense, la liaison hydrogène, se formera entre des molécules qui ont au moins un hydrogène lié à un atome très électronégatif, tel que le fluor, l’azote ou l’oxygène. L’atome électronégatif porte une charge partielle négative, que nous pouvons indiquer en utilisant le symbole 𝛿 moins, car il tire vers lui la majeure partie de la densité électronique de sa liaison avec l’atome d’hydrogène. La densité électronique de l’atome d’hydrogène est faible et il a une charge partielle positive, que nous pouvons représenter en utilisant le symbole 𝛿 plus.
Les liaisons hydrogènes sont des interactions dipôle– dipôle qui existent entre les atomes d’hydrogène liés par covalence et les doublets électroniques non-liants sur les éléments fortement électronégatifs de molécules adjacentes. Les liaisons hydrogènes sont fortes et nous avons besoin de beaucoup d’énergie pour les surmonter et séparer les molécules. Ainsi, les molécules impliquées dans ce type d’interactions ont généralement des points d’ébullition élevés.
Si nous regardons nos alternatives de réponse, les molécules répertoriées n’ont pas toutes un élément très électronégatif lié à un atome d’hydrogène. Il est probable que la molécule organique avec le point d’ébullition le plus élevé puisse former des liaisons hydrogènes car ce sont le type de force intermoléculaire le plus intense. Par exemple, pour l’option (C), il y a un atome d’oxygène électronégatif lié uniquement à des atomes de carbone et à aucun atome d’hydrogène et il ne se formera pas de liaisons hydrogène. L’option (C) n’aura probablement pas le point d’ébullition le plus élevé de ces cinq molécules. Les options (A), (B) et (E) peuvent facilement former des liaisons hydrogène car il y a un élément fortement électronégatif lié à un hydrogène.
Cependant, les liaisons hydrogène des molécules (A) et (B) seront plus fortes puisque les atomes d’oxygène formant des liaisons hydrogène sont plus électronégatifs que l’azote. Les forces intermoléculaires de la molécule (E) ne seront pas aussi importantes, et donc son point d’ébullition ne sera pas aussi élevé. Il convient de mentionner que les molécules (D) et (E) ont des points d’ébullition similaires, et la raison dépasse le cadre de cette vidéo.
Il y a un groupe sur la molécule (B) qui peut former des liaisons hydrogène car la molécule contient un groupe OH. La molécule de l’option (A) contient deux groupes OH. Chaque molécule (A) peut former des liaisons hydrogènes avec les molécules adjacentes au niveau des deux groupes, contrairement à la molécule (B). Nous aurions besoin de beaucoup plus d’énergie pour vaincre les attractions entre les molécules de l’option (A).
Par conséquent, nous avons déterminé la molécule organique qui selon nos prévisions a le point d’ébullition le plus élevé. La bonne réponse est l’option (A).
