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Moment dipolaire

Posté par
Boltzmann_Solver
16-08-10 à 14:45

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.

Moment dipolaire

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.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 16-08-10 à 16:07

hey!

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sympa l'exo

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 16-08-10 à 16:10

@Yumi : Tu rentres en première mais la notion de première (le barycentre) t'es connue maintenant.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 16-08-10 à 18:05

S'lut!

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 16-08-10 à 18:10

@Yumi : Ok. Mais marque bien que Q = 0,680828|e|

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 16-08-10 à 18:15


@Yumi : Ok. Mais marque bien que Q = 0,680828|e| C ou Q = 0,680828. Dsl de l'empressement^^.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 11:26

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Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 11:37

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:11

@yumi :

Citation :

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+.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:13

Aillleleeee. Nom d'un scrogneugneu ! Tant pis, continue en non blanké car j'ai l'impression que le sujet n'intéresse que toi .

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:16

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Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:16

Citation :
continue en non blanké


Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:35

. Bonne chance pour la suite.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:42

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\rm \vec{CG} = \frac{0,179193}{0,680828}\vec{CH} + \frac{0,241808}{0,680828}\vec{CH'}
 \\ 
 \\ J'espere que c'est toujours correct ... :D

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:44

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 13:45

@Yumi :

 Cliquez pour afficher

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 14:12



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Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 14:14

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 14:21

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).

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:17

Je me demandais aussi ça servait à quoi ...

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:23

Aller courage !

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:25

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:28

@ Yumi : Exactement.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:32

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:38

Tu vas finir par y arriver

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:38

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Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:39

Citation :
Tu vas finir par y arriver


J'espère bien.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:42

Le vecteur CH est juste.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:48

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:54

Toujours ok

Donc vect(OG) = ...

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 15:58

on parlerait pas plutot du vecteur CG ?

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 16:00

Oui (l'habitude des maths )

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 16:02

Attends, 'faut que je parte. Je re' ce soir

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 16:05

Ok. (Pour peu que tu manges de bonne heure, ça v

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 16:05

ça va bientôt être l'heure.)

Bon app.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 17:32

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 17:35

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.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 17:37

ou la... Bonjour le latex!!

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 17:50

On s'y fait . Courage.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 17:58


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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 18:27

@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.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 18:51

Ca, je ferais demain stp.

Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 17-08-10 à 18:53

Ok. Passe une bonne soirée.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 11:23

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Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 11:57

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 12:20

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^^.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 12:27

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 13:15

Exactement.

Posté par
Yumi
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 14:31

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Posté par
Boltzmann_Solver
re : Moment dipolaire 18-08-10 à 14:45

Oui, c'est juste. Mais tu n'as pas besoin de mon approbation à toutes les lignes. Courage ! Aie foi en ta capacité à faire tes calculs

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