Laboratoire : Les molécules

Laboratoire : Les molécules
Matériel :
Modèles moléculaires, 1 boîte par personne.
Objectifs
L’élève devra être en mesure de :
- définir : atome, molécule, macromolécule.
- définir : squelette carboné linéaire et cyclique.
- définir : principaux groupement fonctionnels.
- définir : réaction d’oxydation.
- distinguer : liaisons simples, doubles ou triples (saturation et insaturation)
- relier les propriétés des molécules à leur structure :
rigidité, poids, propriétés hydrophile-hydrophobe, propriétés polaires-nonpolaires.
- Distinguer un monosaccharide, un disaccharide et un polysaccharide.
- Distinguer un acide gras saturée d’un acide gras insaturé.
- Savoir la formule d’un acide aminé et comprendre ses règles de liaison.
Théorie
Biologie de Campbell,
Chap. 4 Carbone et diversité moléculaire.
Chap. 5 Structure et fonction des macromolécules.
Procédure
Il s’agit d’un laboratoire conçu pour compléter et illustrer les notions vues en classe. Le
contact « manuel » avec les modèles est quasi essentiel pour comprendre ce que sont les
molécules. N’oublions pas que l’étudiante ou l’étudiant doit bientôt aborder le code
génétique. Le code génétique n’a pas grand sens sans la notion de protéine qui ne peut se
comprendre que par les propriétés des 20 acides aminés.
Le professeur peut, au choix, diriger les diverses étapes ou laisser les étudiantes et
étudiants lire eux-mêmes le texte et procéder aux exercices demandés. Dans ce dernier
cas, le professeur sert de personnes ressources et peut faire divers commentaires ou
suggestion. Le professeur peut demander l’examen visuel de certaines molécules, pour
s’assurer du bon fonctionnement du laboratoire. Un travail de vérification est à remettre.

ACTIVITÉ 1 : Molécules très simples.
1.1 VÉRIFIER LE MATÉRIEL. Ouvrir la boîte de modèles moléculaires. La liste
des pièces est écrite au verso du couvercle. Vérifier le nombre de boules mais
aussi de bâtonnets et de ressort. Vérifiez s’ils sont en bon état. Signaler au
professeur ou au technicien toute pièce manquante ou détériorée.
1.2 LES DIVERS MODÈLES. . La grosse boule centrale est NOIRE : c’est l’atome de
CARBONE (C). Les petites boules sont JAUNES et
représentent les atomes d’ HYDROGÈNE (H). Les H sont
toujours avec de PETITS BÂTONNETS. Les C et les autres
atomes sont unis par des LONGS BÂTONNETS.
CONSTRUIRE : et
méthane éthane
On n’a pas toujours des boules et des bâtonnets. Voici
d’autres façons de représenter le méthane et l’éthane.
Modèle en boules
et bâtonnets
Nom
commun
Formule
développée
Formule
moléculaire
Modèle
compact
Méthane
ou
gaz des
marais
CH4
Éthane
C2H6
ou
CH3-CH3
À retenir
 ATOMES ET MOLÉCULES. Les molécules (ici le méthane et l’éthane)
sont composées d’atomes (ici le carbone et l’hydrogène). Une molécule
peut avoir un très grand nombre d’atomes : on parle alors de
MACROMOLÉCULES.
 MODÈLES. Il y beaucoup de façon de représenter les molécules (par
exemple : modèles en boules et bâtonnets, formules développées, etc.).
Chaque formule ou modèle a son utilité et ses limites.

1.3 LONGUEUR DES SQUELETTES (chaînes).
Les molécules organiques sont généralement bâties sur un squelette de carbones.
Plus le squelette contient de carbones et plus la molécule est lourde et collante.
CONSTRUIRE
Différentes manières d’écrire la même molécule
Description
1.3.1
Méthane, , CH4
Gaz (C1)
1.3.2
Éthane, C2H6, , CH3-CH3
Gaz (C2)
1.3.3
Propane, C3H8, CH3-CH2-CH3
Gaz lourd (C3)
1.3.4
Hexane, C6H14,
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
ou CH3-(CH2)4-CH3
Liquide très gazeux (C6)
(solvant organique pour le
nettoyage à sec, essence à briquet).
Élément contenu dans l’huile
pénétrante antirouille.
CONSTRUIRE (en utilisant deux boîtes ou trois)
1.3.5
Mélange de
CH3-(CH2)6-CH3
CH3-(CH2)7-CH3
CH3-(CH2)8-CH3
Essence automobile (super). L’essence automobile
est un mélange de C8 à C10). Plus les molécules
sont légères plus les explosions sont faciles.
L’essence super contient beaucoup de C8. Les
voitures de courses utilisent des mélanges C6-C8,
très explosifs et très destructeurs pour les moteurs.
Les C6, à haute température, pénètrent facilement
partout et décollent les joints d’étanchéité. Il faut
recoller le moteur.
1.3.6
C10H22
Huile à moteur très légère (C10).
Essence diesel. Puissante mais lente à exploser. Plus
‘’collante’’ que l’essence automobile.
1.3.7
C20
Huile à moteur moyenne (C20)
NE PAS CONSTRUIRE (imaginez seulement la molécule)
1.3.8.
C30
Huile lourde (C30). Très visqueuse.
1.3.9
Mélange C30 à C50
Semi-solide. Goudrons. Goudrons de cigarette.
Asphalte (goudron mélangé à du gravier).
1.4 FORME DES SQUELETTES
Les squelettes peuvent avoir 2 formes principales :
linéaire ou cyclique. Les squelettes cycliques sont
plus rigides, moins mous, que les squelettes linéaires.

CONSTRUIRE
Différentes manières d’écrire la même molécule
description
1.4.1
Hexane, C6H14, CH3-(CH2)4-CH3
symbole = (on ne met pas les C, ni les H)
SQUELETTE
LINÉAIRE
1.4.2
Cyclohexane, C6H12,
symbole = (on ne met pas les C, ni les H)
SQUELETTE
CYCLIQUE
Les squelettes cycliques ou linéaires peuvent être
ramifiés : avoir une ou plusieurs branches, des
rameaux poussant sur le squelette.
CONSTRUIRE
Différentes manières d’écrire la même molécule
description
1.4.3
2-3 méthylhexane
Squelette linéaire à 6
carbones. Ramifications
(-CH3) sur les carbones 2
et 3.
1.4.4
Méthylcyclohexane,
Squelette cyclique à 6
carbones. Ramification
(-CH3).
Il existe plusieurs cycles possibles. En biologie, on ne
trouve généralement que des cycles à 5 ou à 6
carbones. Voyez l’illustration ci-dessous (sans
construire les molécules).

CONSTRUIRE
Différentes manières d’écrire la même molécule
description
1.4.5
1-Hydroxyl 3-amino hexane
Squelette cyclique à 6
carbones. Ramifications
(-OH) sur le carbone 1 et
(-NH2) sur le carbone 3.
1.4.6
Squelette cyclique à 5 carbones. Ramifications (-CH2-CH3) sur le carbone 1 et (-
CH3) sur le carbone 2.