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    Corrigé Examinorprincipal2021

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    sur 4

    Faculté des Sciences de Monastir Section : LC1

    Département de Chimie Session principale 2020//2021

    Matière : Introduction à la Chimie Inorganique


    Corrigé de l’examen

    Exercice 1 : 4,5 points


    1- Le diamant cristallise dans le système cristallin cubique, les atomes sont très serrés, et chaque
    atome est relié de manière tétraédrique à quatre autres atomes de carbone. On dit que la coordinence
    du carbone dans la structure du diamant est de quatre. Les liaisons chimiques qui permettent une
    telle structure sont extrêmement solides et résultent de la mise en commun d’électrons, il s’agit des
    liaisons covalentes . 0.5
    Dans le cas du graphite, la structure cristalline est complètement différente. Il cristallise selon une
    structure dite « lamellaire ». Le système cristallin auquel il appartient est celui hexagonal, sa maille
    élémentaire est par conséquent hexagonale. Le motif est constitué de 4 atomes de carbones. 0.5

    Propriétés physico-chimiques des solides covalents : 1,5 (chaque propriété 0,5)


     Points de fusion élevés : Le graphite et le diamant sont très peu volatils et ne fondent qu'à des
    températures supérieures à 4000.
     La conduction électronique : Le diamant est un excellent isolant. Le graphite conducteur.
     Propriétés mécaniques : Le diamant est un des solides les plus durs connus et possède une
    conductivité thermique exceptionnellement élevée.
     Insolubles dans la plupart des solvants
     Réactivité chimique : Le diamant est pratiquement inerte. Le graphite possède une chimie très riche.
    Les vastes espaces libres entre les plans peuvent accueillir de nombreuses espèces.

    2- L’état d’hybridation du carbone dans la structure diamant est sp 3. 0,75

    L’état d’hybridation du carbone dans la structure graphite est sp 2. 0,75

    1
    3- Dans ce type de solide, la cohésion est assurée par la liaison covalente elle-même, c’est une
    liaison de forte énergie. 0,5

    Exercice 2 : 4,5 points


    I-Solides ioniques :
    1-Un solide ionique est obtenu par une réaction chimique entre un métal et un non-métal, avec un
    échange de un ou plusieurs électrons pour que chaque atome puisse acquérir la structure
    électronique d'un gaz rare. 0,5
    La cohésion est assurée par des interactions électrostatiques répulsives et attractives. L’équilibre
    entre les forces de répulsion et les forces d’attraction électrostatique conduit à l’existence d’une
    distance d’équilibre entre deux atomes, caractéristique de la liaison considérée. 0.75
    2-Les solides ioniques 0.75

    CaCl2 ZnS LiF

    3- 0.75

     Isolants
     Points de fusion élevés
     Propriétés mécaniques (dureté, fragilité) : Les cristaux ioniques sont très peu déformables,
    une contrainte conduira plus souvent à une cassure qu'à une déformation.
     Solubles dans les solvants polaires comme l’eau

    II-Solides métalliques :

    1- Dans un morceau de métal, ces électrons libres, n’appartiennent plus à un seul atome particulier
    mais se déplacent d’un atome à l’autre. 1,00
    2-Pour une liaison métallique, parmi les affirmations suivantes, a, b, d sont fausses : 0.75

    a) les électrons de valence sont liés aux atomes métalliques.

    2
    b) les électrons de valence sont figés et immobiles dans la structure cristalline.
    c) les ions métalliques sont baignés dans un nuage d’électrons.
    d) les électrons de valence sont localisés en des points précis du réseau.

    Exercice 3: 5 points

    1- On considère les molécules des espèces suivantes : Cl2, H2O, CS2, Cl2O, et HF. Les
    molécules H2O et Cl2O sont coudées alors que la molécule CS2 est linéaire.
    a) :Cl2, CS2 sont apolaires. 0.5
    b) Celles qui ont un dipôle électrique permanent H2O et HF et celles qui ne peuvent présenter
    qu’un dipôle électrique instantané sont Cl2 et CS2. 1.00
    2- Pour que cette liaison s'établisse, il faut être en présence d'un donneur de liaison hydrogène et
    d'un accepteur : le donneur est composé d'un composé à H acide, c'est‐à‐dire un hétéroatome (azote,
    oxygène, fluor) porteur d'un atome hydrogène (comme dans les amines, alcools, thiols) ; l'accepteur
    est composé d'un hétéroatome (uniquement azote, oxygène ou fluor) porteur de doublets libres
    exemples H2O et HF. 1,5

    3- A l’état solide, les molécules sont disposées régulièrement et ne bougent que très peu, elles
    vibrent autour d’une position. En chauffant, l’énergie thermique va être transformée en énergie
    cinétique et les molécules vont commencer à s’agiter tout en restant solides. A température de
    fusion, les molécules sont déjà bien agitées et toute l’énergie thermique sert alors à rompre des
    interactions de Vander Waals anisi que des liaisons hydrogène présentes mais pas toutes. Les
    molécules sont alors compactes mais en mouvement, c’est un liquide. En continuant à chauffer,
    c’est le phénomène de vaporisation : les interactions de Vander Waals disparaissent une à une ainsi
    que les liaisons hydrogène, les molécules n’interagissent plus et sont en mouvement désordonné :
    c’est un gaz. 2,00

    3
    Exercice 4 6 points (chaque structure 1,5 + 0,5)

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