Le modèle de l`atome

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Les molécules
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Plan du cours
I. Définition
II. Représentation d’une molécule
1 – formule brute
2 - Formule développée
3 - Formule semi-développée
4 - Géométrie de quelques molécules
III. Les isomères
IV. Corps simples et corps composés
V. Masse d’une molécule
1 - Calcul de la masse d’une molécule
2 - Calcul du pourcentage en masse ou en atomes
I. Définition
• Une molécule est un assemblage d'atomes identiques
ou différents liés les uns aux autres par des liaisons
chimiques.
• Deux atomes qui se lient vont donner chacun un
électron pour former une liaison commune. Cette
liaison est appelée liaison covalente.
II.Représentation d’une molécule
Rappel : Symbole chimique d'un atome
Un atome est représenté par une lettre majuscule ou
alors deux lettres, la première en majuscule et la
deuxième en minuscule.
Ex : l’oxygène O
le carbone C
le cobalt
Co
Attention ! CO n’est pas l’atome de cobalt mais la
molécule de monoxyde de carbone.
1- Formule brute d’une molécule
Définition :
La formule brute donne le type d’atomes qui composent la
molécule et leur nombre.
Ex: la molécule d’eau
Symbole chimique
de l’atome d’hydrogène.
Symbole chimique
de l’atome d’oxygène.
H2 O
L’indice 2 indique le nombre
d’atomes d’hydrogène
dans la molécule d’eau.
L’absence d’indice indique que
la molécule d’eau contient
un seul atome d’oxygène.
Règles d’écriture :
lorsqu’il y a plusieurs atomes identiques dans une
molécule , leur nombre est noté en indice, après le
symbole chimique de l’atome.
 s’il n’y a qu’un seul atome, il n’y a pas d’indice après
le symbole de l’atome.
2- La formule développée
• Définition : une formule développée
représente par des lettres tous les atomes qui
composent une molécule. De plus les liaisons
entre les atomes sont représentées par des
tirets.
• Ex :
Nom
Formule brute
Eau
H 2O
Formule
développée
H-O-H
Rappel :
Activité : reconnaître les modèles des différents atomes et
indiquer le nombre de liaisons possibles.
Nom de
l’atome
Numéro
atomique
(Z)
Symbole
chimique
Couleur
maquette
Nombre de
liaisons
Carbone
Oxygène
Hydrogène
Azote
Chlore
Correction
activité
II. Représentation
Nom de
l’atome
Carbone
Oxygène
Hydrogène
Azote
Chlore
Numéro
atomique
(Z)
6
8
1
7
17
Symbole
chimique
C
O
H
N
Cl
Couleur
maquette
NOIR
ROUGE
Nombre de
liaisons
4
2
BLANC BLEU VERT
1
3
1
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II. Représentation d’une molécule
IV. Les masses dans l’atome.
Conclusion :
Le nombre de liaisons que peut former un atome change
d'un type d’atome à un autre.
Mais c’est toujours le même nombre pour un même type
d’atome.
Activité modèles moléculaires
Nom du corps
Formule
brute
Eau
Dihydrogène
O2
Dioxyde de
carbone
N2
Méthane
CH4
Modèle
moléculaire
éclaté
Formule
développée
Correction activité
Modèle
moléculaire
compacts
Nom du corps
Formule
brute
Eau
H 2O
H-O-H
Dihydrogène
H2
H-H
Dioxygène
O2
O=O
Dioxyde de
carbone
CO2
O = C =O
Diazote
N2
N -= N
Méthane
CH4
Formule
développée
4 – Représentation géométrique de Cram
Formule brute
Formule
développée
H 2O
NH3
CH4
H
H- O- H
H- N - H
H- C - H
H
H
Représentation
de Cram
modèle
moléculaire
Géométrie
Plane :
Pyramidale :
Tétraédrique :
les trois atomes
sont dans le
même plan.
La molécule a une
forme coudée
l'azote est
sommet de la
pyramide, les
hydrogènes aux
sommets de la
base.
le carbone est au
centre du
tétraèdre. Les
hydrogènes aux
sommets de la
base.
Application
A l’aide de l’animation modèles compats, compléter le tableau suivant :
Nom du corps
Ammoniaque
Benzène
Aniline
Caféine
Adrénaline
Modèle
moléculaire
éclaté
Formule
brute
Formule
développée
III. Les isomères
Activité : A l’aide des modèles moléculaires, trouver les
formules développées des molécules suivantes.
Formule brute
Formule développée
Nom
H H H H
H - C -C- C - C - H
C4H10
Butane
H H H H
H
H
H
H- C – C – C - H
Méthylpropane
H H-C-H H
H
H H
H- C – C – O- H
C 2H 6O
H
H
H
H
H- C – O - C - H
H
Ethanol
H
Méthoxyméthane
Conclusion :
Deux molécules qui ont les mêmes formules brutes mais
des formules développées différentes sont des molécules
isomères.
Application
Le pentane est un solvant. Sa formule brute est C5H12.
En donner tous les isomères possibles.
IV. Corps simples et corps composés
1- Corps simples
Un corps simple est une molécule constituée d’un seul type
d'atome.
Ex :
N2 (diazote)
He (hélium)
Na (sodium)
2 - Corps composés
Un corps composé est une molécule constituée d'atomes qui
appartiennent à différents éléments.
Ex :
H2O => 2 éléments
(élément hydrogène et élément oxygène)
C2H6O => 3 éléments ( élément hydrogène, élément oxygène et
élément carbone)
V. Masse d’une molécule
1 - Calcul de la masse d’une molécule
Pour calculer la masse d ’une molécule, on calcule la masse des atomes
qui la composent.
EX :
Calculer la masse de la molécule d ’eau. H2O
Données :
La masse d’un nucléon est : mn = 1, 7 x 10 -27 kg.
1 H 16 O (Dans l’hydrogène il y a 1 nucléon. Dans l’oxygène il y a 16 nucléons)
1
8
Correction : la masse d ’un atome est équivalente à la masse de son noyau
Masse d’un atome d’hydrogène = (1 x 1,7 x 10 -27 ) = 1,7 x 10 -27 kg
Masse d’un atome d’oxygène = (16 x 1,7 x 10 -27 ) = 2,67 x 10 -26 kg
Masse de la molécule l ’eau = 2 x masse de l ’hydrogène + masse de l ’oxygène
= 2 x (1,7 x 10 -27 )+ (2,67 x 10 -26)
= 3,006 x 10 -26 kg
2 - Calcul des pourcentages en atomes
Activité 1 :
Calculer le pourcentage en atomes d ’hydrogène dans la molécule
d ’eau. (H2O)
Correction :
Pourcentage = (nombre d ’atomes d ’hydrogène / nombre d ’atomes total ) x 100
= (2 / 3) x 100 = 67 %
Le pourcentage en atomes d’hydrogène
dans la molécule d ’eau est de 67 %
Activité 2 :
Calculer le pourcentage en masse d’hydrogène
dans la molécule d ’eau. ( H2O)
Correction :
Pourcentage = (masse des atomes d ’hydrogène / masse
totale de la molécule d’eau) x 100
= (2 x 1,67 x 10 -27 / 30,06 x 10 -27 ) x 100 = 11 %
Le pourcentage en masse d’hydrogène
dans la molécule d’eau est de 11%
Application :
1- Calculer le pourcentage en atomes d ’hydrogène dans la molécule de
méthane.( CH4 )
2- Calculer le pourcentage en masse d ’hydrogène dans la molécule de
méthane.
12 C
6
Correction :
1- Pourcentage = (nombre d ’atomes d ’hydrogène / nombre d ’atomes total ) x 100
= (4 /5) x 100 = 80 %
2- Pourcentage = (masse d ’atomes d ’hydrogène / masse totale de la molécule de méthane )x 100
= (4 x 1, 67 x 10 -27 / 26,7 x10 -27) x 100 = 25 %