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Les interactions de Van der Waals


On distingue 3 types de forces de Van der Waals :
  1. les forces d’orientation (ou forces de Keesom)
  2. les forces d’induction (ou forces de Debye)
  3. les forces de dispersion (ou forces de London)

Forces d’orientation

Cette interaction se produit entre deux molécules polaires. Ainsi un solvant polaire (moment dipolaire permanent µ1) interagira avec un soluté polaire (moment dipolaire µ2) : la molécule de soluté aura tendance à s’orienter de telle sorte que les deux moments dipolaires soient alignés.
L'énergie d'attraction dipôle-dipôle est donnée par la relation :

\large \large E = - \frac{2 \mu {_{1}}{^{2}} \cdot \mu {_{2}}{^{2}}} {3(4 \pi \varepsilon {_{0}}){^{2}} \cdot r{^{6}} \cdot k \cdot T }

ε0 : permittivité du milieu
r : distance entre les 2 dipôles
T : température
Cette énergie est de l’ordre de 25 à 40 kJ/mole.

Forces d’induction

Cette interaction se produit entre une molécule polaire et une molécule polarisable. Ainsi un solvant polaire (moment dipolaire permanent µ1) interagira avec un soluté polarisable (polarisabilité α) : la molécule de soluté va acquérir un moment dipolaire (μinduit = α.E) sous l’effet du champ électrique E créé par la molécule polaire, et s’orienter de telle sorte que les deux moments dipolaires soient alignés.
L'énergie d'attraction dipôle-dipôle est donnée par la relation :

\large E = - \frac{2 \alpha \cdot \mu {_{1}}{^{2}} } {4 \pi \varepsilon {_{0}} \cdot r{^{6}} }

Cette énergie est de l’ordre de 8 à 25 kJ/mole.

Forces de dispersion

Les électrons sont en mouvement continuel ; les atomes ou les molécules sans dipôle présentent donc, à chaque instant, un moment dipolaire temporaire résultant de la déformation permanente de leur nuage électronique. Ce moment dipolaire agit sur le système électronique de la molécule voisine comme un dipôle polarisateur fluctuant. Il en résulte une attraction mutuelle, de même type que l'interaction dipôle permanent-dipôle induit.
Cette énergie est de l’ordre de 5 à 20 kJ/mole.
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