Groupe de travail ST2S BELISSA Isabelle DROUVOT Marie-Agnès TURKEL Mesude CARRE Stéphane STEIMETZ Michel PATRICK André COMMENTAIRES SUR LES DOCUMENTS DU GROUPE PROGRAMME DE 1 ST2S Partie chimie LES MOLECULES ORGANIQUES DANS LE DOMAINE DE LA SANTE Activité : Le lait et ses constituants (1H) Il s’agit d’une activité en classe entière. Les élèves travaillent par groupe puis mettent en commun leurs travaux. Les annexes peuvent être projetées ou distribuées par groupe. Aucun cours théorique n’est prévu mais simplement une synthèse du travail des élèves. TP : Le lait (1H30) Lors d’une séance de TP, les élèves mettent en évidence les principaux constituants du lait. Le professeur rappelle la démarche adopter pour mettre en œuvre une expérience. Il est également possible de réaliser le test du lactose avec la liqueur de fehling. Activité : Eléments chimiques, structures électroniques des atomes et molécules (1H) A partir des principaux constituants du lait (eau, glucides, …), les élèves sont invités à rechercher les éléments présents (C, H, O et N). Rappels sur la structure électronique des atomes, notion de molécules ,… TP : Introduction aux chaînes carbonées – Les alcanes (1H30) Ce TP-cours permet d’introduire les alcanes et leur nomenclature (chaînes ouvertes à 6 atomes de carbone maximum). Les élèves utilisent des modèles moléculaires. Le professeur peut parallèlement utiliser un logiciel de visualisation (en vidéo-projection). Activité : Etude de quelques groupes caractéristiques Activité en classe entière. A partir de molécules rencontrées lors des séances précédentes (lactose, acide lactique, …), les élèves constituent différentes familles de composés organiques et identifient les groupes caractéristiques correspondants. Il est préférable d’utiliser uniquement des formules semi-développées. Activité : Nomenclature de quelques composés organiques (1H30) Activité en classe entière (2H) ou 1H30 TP TP : Test de reconnaissance de quelques groupes caractéristiques (1H30) L’oxydation ménagée des alcools étant complexes, on propose d’identifier un alcool avec l’utilisation d’un alcootest. Activité expérimentale : Introduction aux chaines carbonées - les Alcanes 1 Présentation des Alcanes On appelle chaîne carbonée ou squelette carboné l’enchaînement des atomes de carbone liés entre eux par des liaisons de covalence Les alcanes sont des composés uniquement constitués des éléments C et H. Ce sont des hydrocarbures. Toutes les liaisons entre atomes de carbone sont des liaisons simples. Nous nous intéressons aux molécules non cycliques , dites à chaîne ouverte. 2 Représentation des molécules a/ la formule brute : elle indique le nombre et la nature des éléments chimiques. b/ la formule développée : toutes les liaisons covalentes apparaissent dans un plan. c/ la formule semi- développée : représentation simplifiée où les liaisons C-H n’apparaissent pas. 3 Etude des alcanes comportant de 1 à 3 atomes de carbone a/ A l’aide des modèles moléculaires, construire les 3 premiers alcanes. b/ Ecrire la formule brute de chacun d’eux. Vérifier que les formules brutes peuvent s’écrire sous la forme CnH2n+2 où n est le nombre d’atomes de carbone c/ Ecrire la formule semi-développée Nb d’atomes de carbone Nom de la molécule 1 Méthane 2 Ethane 3 Propane Formule brute Formule développée Formule semi-développée 4 Passons à 4 carbones Observez ces 2 molécules : . a/ Quelle différence peut-on noter ? Comment les qualifier ? b/ Pour chaque molécule, retrouver la formule brute de chacune d’elle. Que peut-on conclure ? c/ Pour chaque molécule , retrouver la formule semi-développée. d/ Lire les règles de nomenclature et nommer les 2 molécules. 5 Quelques règles de nomenclature Les noms des 6 premiers alcanes linéaires sont donnés dans le tableau suivant: ils ont tous la terminaison « ane » Nombre d’atomes de carbone 1 2 3 4 5 6 Nom de l’alcane Méthane Ethane Propane Butane Pentane Hexane Pour nommer un alcane ramifié, on procède en 3 étapes : 1/ rechercher la chaîne carbonée linéaire la plus longue : c’est la chaîne principale. Les autres fragments de la molécule ,nommés groupes « alkyles »,forment les ramifications 2/ Le nom des premiers groupes alkyles dérivent du nom de l’alcane en remplaçant –ane par –yle. Exemples : le plus simple des groupe alkyle : -CH3 le groupe méthyle - C2H5 éthyle 3/ on numérote les atomes de carbone de la chaîne principale de manière à ce que le numéro (ou indice de position ) de l’atome de carbone porteur du groupe alkyle soit le plus petit possible On peut maintenant écrire le nom systématique de la molécule : On ajoute en préfixe au nom de l’alcane correspondant à la chaîne principale les noms des ramifications précédés de leur indice de position Exemple : 2-méthylpentane Remarques : Dans le nom du groupe alkyle, on enlève le –e final Mettre un tiret entre l’indice et le nom du groupe alkyle 6 Alcanes en 5 et 6 carbones Sachant qu’il y a 3 isoméres pour le pentane et 5 isomères pour l’hexane, rechercher les formules semidéveloppées de chacun d’eux et nommer les.