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Moment dipolaire
Bonjour à tous,
Pour illustrer à Yumi un des usages des barycentres en chimie, je vous propose un petit exo de chimie en principe de début de maths sup mais je vais détailler les questions pour un début de terminale. Pour tout commentaire, je serai ravi de vous répondre.
La molécule d'acide formique (ou acide méthanoïque) est un acide faible sécrété par les fourmis. D'après l'article de Wikipédia, il existe une réaction catalysée par une solution au ruthénium permettant de fournir du dihydrogène et du CO2 à partir de cette acide et ainsi, on pourrait augmenter les pressions de stockage du dihydrogène pour les voitures par exemple et donc, leur autonomie. De plus, bloqué dans une solution de formaldéhyde, on réduit considérablement les risques d'explosions de carburant.
Ici, on se limitera à déterminer le moment diélectrique de cette molécule. Pour ce faire, j'ai effectué par une méthode semi-empirique AM1 sans optimisation via le logiciel mopac7, le calcul des charges partielles de cette molécule dans sa configuration VSEPR.
Position des atomes en Ångström (1 Å = 10^(-10)m)
C(Gris) 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000
O-carbonyle (Rouge deux traits) 0.0000000000 -0.1226340000 -1.2240080000
O-hydroxy (Rouge 1 trait) -0.0001180000 1.2392010000 0.5600740000
H (Relié au gris) -0.0000000000 -0.8691530000 0.6245830000
H-hydroxy (blanc relié au rouge) -0.0000090000 1.9033830000 -0.1336460000
Calcul des charges (charge divisée par la charge de l'électron qui vaut 1.6*10^(-19)).
C(Gris) : 0.260427
O-carbonyle : -0.357383
O-hydroxy : -0.324044
H (Relié au gris) : 0.179193
H-hydroxy (blanc relié au rouge) : 0.241808
Les questions.
1) Calcul la somme des charges positives et ensuite négative. Vérifie que la somme des charges est nulle (enfin très petite...). Puis, on note la première somme Q.
2) En considérant les charges comme des masses et la molécule uniquement dans le plan (O,uy,uz), calcule le barycentre des charges positive puis négative
3) Calcule la norme du vecteur vect(B+B-). puis, le produit Q*e*||vect(B+B-)||.
Le moment dipolaire sera donnée par cette quantité. Si vous faites des recherches, vous devriez voir que cette quantité est un peu supérieure à celle des tables. Cela s'explique par le fait que l'on a pris qu'une seule forme et qu'il faudrait prendre en compte autres forme de la molécule (elle bouge à température ambiante).
Voilou.
Pour le moment, blanker vos réponses, s'il vous plait.
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@yumi :
J'avais pas vu que tu avais donné une réponse.
Une barycentre a une somme vectorielle nulle !!!!
H : celui relié au carbone
H' : celui relié à l'oxygène.
Ce que tu as écris est juste mais c'est pas terminé !! Il faut que tu me calcules les vecteurs CH, et CH' et avec ça, tu pourras me donner le vecteur CG+.
Aillleleeee. Nom d'un scrogneugneu ! Tant pis, continue en non blanké car j'ai l'impression que le sujet n'intéresse que toi 
.
oui, ben 'chui sur la bonne piste, alors... Je continue. 
)
C'est pas fini du tout !!!!!
Ca serait trop facile sinon.
Je t'ai donné les coordonnées des atomes.
Position des atomes en Ångström (1 Å = 10^(-10)m)
------------------------------------------------X Y Z
C(Gris) 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000
O-carbonyle (Rouge deux traits) 0.0000000000 -0.1226340000 -1.2240080000
O-hydroxy (Rouge 1 trait) -0.0001180000 1.2392010000 0.5600740000
H (Relié au gris) -0.0000000000 -0.8691530000 0.6245830000
H-hydroxy (blanc relié au rouge) -0.0000090000 1.9033830000 -0.1336460000
Avec ces coordonnées, tu peux calculer les vecteurs (et comme je t'ai dit, tu peux te placer dans le plan yz pour rester dans ton cours de seconde).
Pour les calculs, je te fais confiance pour le moment.
Donc, reprends moi tout les calculs en 1 bloc (ça commence à être dur à lire). Et fais le barycentre des charges moins dans la foulée.
@yumi : Il aurait été plus heureux pour la suite d'utiliser Chasles en C et non en O.
Pour les calculs, je te fais confiance tant que le raisonnement est bon.
Passons à la question 3)
C'est une formalité à coté de ça en oubliant pas les unités.
Bonjour yumi,
Ta définition de la norme est juste. Et ||vect(u)|| = norme de vect(u).
Mais tes calculs sont inutile là. On te demande la norme du vecteur vect(B+B-) = vect(GG'). Tu commences à voir pourquoi, il aurait été plus judicieux de prendre C comme point pour Chasles ?
Sinon, j'ai déjà bien pesté sur la réforme^^.
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