Calcul du moment dipolaire de l'ortho chloro nitro benzène
Partie
Question
Le moment dipolaire du chlorobenzène est égal à \(\mu_{\mathrm{cl}}=1,69~\mathrm{D}\).
Celui du nitrobenzène est égal à \(\mu_\mathrm{N}=4,22~\mathrm{D}\).
En supposant que tous les angles de valence sont de 120º, calculer le moment dipolaire résultant \(\mu\) de la molécule d'ortho chloro nitro benzène.
Aide simple
On choisira un référentiel cartésien judicieux qui simplifie les décompositions, typiquement en plaçant une des liaisons polarisées sur un des axes.
On rappelle que \(\mu=\sqrt{\mu_x^2+\mu_y^2}\).
Dans l'isomère ortho, les groupements sont adjacents.
Aide méthodologique
On se place dans le modèle d'addition vectorielle des moments de liaison.
On considère que les moments du chloro et nitrobenzène sont uniquement dus aux liaisons \(\mathrm{C-Cl}\) et \(\mathrm{C-NO_2}\) respectivement.
On dessine la molécule en y représentant les deux vecteurs dans un référentiel adéquat.
On construit les composantes du moment résultant.
Solution détaillée
La composition des moments est explicitée sur la figure ci-dessous :
La composante suivant x du moment résultant est :
\(\mu_x=\mu_{\mathrm{Cl}}+\mu_{\mathrm{N}}\sin~(30°)=\mu_{\mathrm{Cl}}+\frac{\mu_{\mathrm{N}}}{2}=1,69+2,11=3,8~\mathrm{D}\)
La composante suivant y du moment résultant est :
\(\mu_y=\mu_{\mathrm{N}}\cos(30°)=\frac{\sqrt3}{2}\mu_{\mathrm{N}}=3,655~\mathrm{D}\)
Le moment résultant vaut donc :
\(\mu=\sqrt{\mu_x^2+\mu_y^2}=5,27~\mathrm{D}\)