3. Les interactions dipolaires

Lorsque des atomes liés ont des électronégativités différentes, on observe la formation d'un moment dipolaire entre eux.

Les moment dipolaires interagissent les uns avec les autres entre les molécules et dictent leur orientations respectives. Les différences de polarité entre les atomes sont aussi à l'origine de charges partielles sur les atomes, comme dans la Figure 3.

Figure 3. Charges partielles dans un polypeptide. La taille du symbole de la charge partielle (delta) est proportionnelle à sa valeur.

Un moment dipolaire, ou les charges partielles associées créent des forces d'attraction ou de répulsions.

3.1 Interactions dipôle-dipôle (interactions de Keesom)

Définition

Les interactions de Keesom tirent leur origine de l'interaction entre les moment dipolaires de molécules.

La Figure 4 regroupe les différents type d'interactions dipolaires.

Figure 4. Les différents type d'interactions dipolaires et leur énergie associées.

3.2 Interactions dipole-dipole induit (interactions de Debye)

Définition

Une interaction de Debye tire son origine de l'interaction entre une molécule polaire et le moment dipolaire induit qui est créé par le champ électrique de la première molécule sur la seconde.

Lorsqu'une molécule polaire s'approche d'une autre molécule qui porte des charges partielles, on observe une polarisation de la première. Les électrons de la première molécules se réorganisent pour s'adapter au champ électrique qu'ils perçoivent. Cette polarisation disparaît si on éloigne les deux molécules.

Figure 5. Lorsqu'on approche une molécule dipolaire du benzène, initialement non polaire, celui-ci s'adapte et crée un moment dipolaire induit. Une interaction de Debye est créée entre les moment dipolaires.

3.3 Interactions charge - dipôle

Définition

Les interactions charge-dipôle tirent leur origine des interactions électrostatiques entre des particules chargées et les charges partielles de molécules polaires, comme illustré sur la Figure 6.

Figure 6. Les molécules d'eau polaires forment des interactions charge - dipôle avec un cation magnésium.

3.4 Interaction entre dipôles instantanés (forces de London)

A chaque instant, lors du mouvement des électrons dans une molécules, des moment dipolaires se créent et puis s'annulent. Un atome de xénon par exemple est bien sûr en moyenne sphérique, mais la forme de son nuage électronique varie pourtant à chaque instant.

A chaque instant, 2 molécules, même apolaires, créent pourtant des interactions dues à leurs moment dipolaires furtifs et fluctuants, comme montré sur la Figure 7. Ces interactions sont toujours attractives. Elles varient en 1/r6 , r étant la distance entre les particules.

Figure 7. dans le xénon liquide, on observe des interactions attractives dues aux fluctuations des dipôles instantanés (temps de vie de 10^(-15) s !). Cette interaction explique que l'on peut observer un état liquide des gaz rare lié à une légère stabilisation.