Matériaux naturels artificiels

Chapitre 12- Matériaux naturels artificiels
I) Capacités exigibles
I.1) Compétences
1
Rechercher, extraire et organiser l’information utile,
2
Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes
3
Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté
4
Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer,
I.2) Capacités
Thème : Vetements revetements
Sous-Thème :
Notions et Contenus :
11. Matériaux naturels, artificiels. Squelettes carbonés et groupes caractéristiques
V.11.46
Distinguer les matériaux naturels des matériaux artificiels Ex
V.11.47
Reconnaître les groupes caractéristiques des fonctions alcool, acide, amine, ester, amide.Ex
12. Liaisons covalentes simple et double, formule de Lewis
V.12.48
Décrire à l'aide des règles du duet et de l'octet les liaisons que peut établir un atome (C, N, 0, H, Cl, F et S) Ex
13. Interactions intermoléculaires, structure des polymères et propriétés mécaniques et thermiques
V.13.51
Associer un modèle moléculaire et une formule développée. Ex
V.13.52
Retrouver les monomères à partir de la formule d'un polymère.Ex
II) Questionnements- Investigations

III) Les polymères :
III.1) Définition
Un polymère résulte de la répétition d'un grand nombre de motifs identiques. Les motifs sont formés par l'enchaînement d'une
ou de plusieurs molécules appelées monomères.
Le symbole du polymère est : (motif)n avec n le nombre de motifs par chaîne, qui peut varier de quelques centaines à quelques
milliers.
masse molaire moléculaire moyenne du polymère
masse molaire d'un motif poly
motif
M
DP M
III.1) Définition d’un degré de polymérisation
. Les chaînes constituant le polymère ayant des longueurs différentes, on définit un degré de polymérisation (noté DP)
correspondant à la valeur moyenne du nombre de motifs par chaîne :
III.2) Matériaux naturels et artificiels
Deux types de matériaux sont utilisés par l'homme dans l'industrie du vêtement et du revêtement :
- les matériaux naturels d'origine animale (laine, soie...) ou végétale (lin, chanvre, coton...) ;
- les matériaux artificiels ou synthétiques obtenus par transformations chimiques d'une matière première naturelle
comme la cellulose (fibre de viscose) ou le pétrole (fibres synthétiques en polyester, Nylon...),
Quelle que soit leur nature, ces matériaux sont constitués de longues chaînes de macromolécules formant un polymère.
IV) Liaisons covalentes – Formules de Lewis :
IV.1) Règle du duet et de l’octet
Les électrons d'un atome se répartissent au
niveau de couches électroniques avec un
remplissage précis (K)2 (L)8 (M)18.
Dans une molécule ou au cours d'une
transformation chimique, les atomes vont mettre
en commun des électrons de leur couche
électronique externe afin de satisfaire les règles
suivantes :
A : nombre de masse ou de
nucléons (protons+ neutrons)

- règle du duet pour l'atome d'hydrogène : avoir 2 électrons sur la couche externe ;
- règle de l'octet pour les atomes de numéro atomique supérieur à 4 : avoir 8 électrons sur la couche externe.
Cette mise en commun entre les atomes se fait grâce à des paires d'électrons appelées doublets liants. La liaison formée est
appelée liaison covalente.
Une liaison covalente simple correspond à un doublet liant.
Une liaison covalente double correspond à deux doublets liants.
Quand une paire d'électrons de la couche externe d'un atome ne participe à aucune liaison, ils forment un doublet non liant.
- Exemple pour l'azote :
L'atome d'azote (Z = 7) a pour structure électronique (K)2 (L)5.
Il a donc 5 électrons sur sa couche externe.
Pour atteindre 8 électrons sur cette dernière couche,
il va établir 8 - 5 = 3 liaisons covalentes.
Ces 3 liaisons simples mettent en jeu 6 électrons (= 3 x 2), dont 3 de
l'atome d'azote. Il reste donc à l'atome d'azote 2 électrons (= 8 - 6),
qui ne participent à aucune liaison (doublet non liant).
IV.2) Formule de Lewis et géométrie de la molécule
Pour établir la formule de Lewis d'une molécule, on cherche le nombre de doublets
liants et non liants de chaque atome : on additionne tous les électrons des couches
externes des atomes de la molécule et on divise par deux.
On représente par un tiret simple entre deux atomes une liaison covalente simple
et par un double tiret une liaison covalente double.
Le doublet non liant est représenté par un tiret collé à l'atome.
On peut prévoir, à partir de la représentation de Lewis, la géométrie de la molécule, qui va prendre une géométrie adaptée au
nombre de doublets liants et non liants. En effet, les doublets d'électrons se repoussent et vont s'éloigner le plus possible les
uns des autres.

Structure électronique des atomes
Elément
Numéro atomique
Structure électronique
Valence
Formule de Lewis
H
Z = 1
K
C
Z = 6
K L
N
Z = 7
K L
O
Z = 8
K L
Cl
Z = 17
K L M
Molécules
Nom de la molécule
Eau
Méthane
Dioxyde de carbone
Constitution
1 atome d’oxygène
2 atomes d’hydrogène
1 atome de carbone
4 atomes d’hydrogène
1 atome de carbone
2 atomes d’oxygène
Formule brute
Modèle moléculaire
Modèle de Lewis
V) Squelette carboné et groupes caractéristiques :
Les monomères constitutifs des polymères sont des molécules organiques qui s'organisent autour d'un enchaînement d'atomes
de carbone appelé squelette carboné portant des groupes caractéristiques.

Un groupe caractéristique est un ensemble d'atomes particuliers définissant une fonction chimique spécifique à la molécule qui
le possède. Les molécules portant ce groupement forment une famille.
Chapitre 12- DOC - Matériaux naturels artificiels
I) Activité documentaire 1 : les fibres textiles
I.1) Comparer les étiquettes
Activité 1 : Comment connaître le matériau constituant un vêtement ?
1) Les étiquettes 1 et 3 correspondent à du lin et du coton, matières d’origine végétale.
2) L’étiquette 2 : le tissu est constitué de polyamide et d’élasthanne, matières synthétiques