Etat physique - Constantes physiques
1. Eau vapeur : les propriétés de la molécule (déjà décrites dans la liaison chimique) sont essentiellement celles de l'eau vapeur. La vapeur d'eau surchauffée (200-800°C) est un réactif industriel (cracking du pétrole) et un vecteur d'énergie (machines à vapeur, turbines des centrales électriques). 2. Eau liquide -Importance de la liaison hydrogène (cf. liaisons longue distance) Les températures de changement d'état de l'eau caractérisent l'importance des associations intermoléculaires dues à la liaison hydrogène. On rappelle que dans la série des dérivés hydrogénés des non-métaux, les températures d'ébullition (fusion aussi) ainsi que les énergies de liaison des molécules rendent bien compte des conséquences de la variation de la structure électronique des non-métaux (l'électronégativité décroît quand Z augmente). |  |
Dans les dessins ci-dessus des liaisons hydrogène, les doublets non-liants ne sont pas représentés, mais il est bien entendu que la liaison hydrogène s'établit entre un hydrogène et le doublet non-liant d'un oxygène de la molécule voisine.
Le graphe ci-dessous traduit la variation de l'effet de l'électronégativité sur la température d'ébullition (qui rend compte du degré d'association des molécules) pour les dérivés hydrogénés en fonction de la période atomique. On voit le rôle considérable de cet effet sur l'eau qui se comporte comme un composé vraiment à part (n'oublions pas le rôle de l'eau dans les organismes).
La masse volumique de l'eau varie avec la température ($\rho =0.999g.c{{m}^{-3}}$ à 0°C, maximale à 4°C).
3. Eau solide (glace) : la densité diminue d = 0.916 . On connaît de nombreuses structures cristallines (le motif cristallochimique moyen dérive cependant de la molécule tétraédrique associée à ses voisines par 2 liaisons hydrogène de 1.8 Å à 2.0 Å). Là encore, l'activité des doublets non liants se manifeste en renforçant la cohésion (image de J.C. Bünzli - Lausanne). |  |
