2-03 Cours Molécules
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2nde www.pichegru.net 29 mars 2016 Chapitre 3 : Les molécules R Reepprréésseen nttaattiioon n ddeess m moollééccuulleess La plupart du temps, les atomes ne sont pas isolés. Ils forment des liaisons entre eux pour constituer des molécules. Représenter des formules développées correspondant à des modèles moléculaires. Définition Une molécule est un assemblage d’atomes liés entre eux par des liaisons covalentes. Une molécule est électriquement neutre. et semi-développées TP 3 (activité) : Modèles moléculaires Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de représentation. • Réaliser un molécule d’éthanol avec un modèle moléculaire. LLiiaaiissoon n ccoovvaalleen nttee • Comment écrire la formule de la molécule obtenue ? • Réaliser une autre molécule ayant la même formule brute que l’éthanol • Comment écrire une formule permettant de différencier ces deux molécules ? Électrons célibataires et doublets non-liants Su la couche externe d’un atome, il peut y avoir des électrons célibataires et/ou des doublets non liant. Exemples : Oxygène (Z = 8) et Hydrogène (Z = 1) La structure électronique de l’hydrogène est : (K)1. Il a donc un électron célibataire sur sa couche externe, l’atome d’hydrogène peut former une liaison covalente simple. La structure électronique de l’oxygène est (K)2(L)6. Il a donc deux doublets non liant et deux électrons célibataires sur sa couche externe. e– appariés / doublet non-liant e– célibataires O Exemple étudié tout au long de ce paragraphe : l’éthanol H Vue en 3D animée de la molécule d’éthanol Formule brute La formule brute indique uniquement le nombre d’atomes de chaque élément. Exemple : C2H6O Liaisons covalentes Les atomes d’un élément chimique donné forment presque toujours le même nombre de liaisons. Ce nombre de liaisons dépend du nombre d’électrons célibataires sur la couche externe de l’élément. Élément Nbre de liaisons H 1 C 4 N 3 O 2 Formule développée La formule développée représente tous les atomes et leurs liaison. Elle ne représente pas la forme réelle (géométrie) de la molécule. H H Une liaison covalente résulte de la mise en commun d’électrons célibataires sur la couche externe de chacun des atomes. Molécule d’eau (H2O) H C C H H O H Formule semi-développée O H Dans la formule semi-développée, les H sont regroupés sur l’atome qui les porte. C’est la représentation la plus utilisée car plus claire que la formule développée et plus complète que la formule brute. H CH3–CH2–OH liaisons covalentes Exercice 1 Représentation de molécules Liaison multiple Exercice 2 Formule semi-développée Parfois un atome peut créer deux ou trois liaisons avec un autre atome. Molécule de dioxygène : O=O IIssoom méérriiee Molécule de diazote : N≡N Savoir qu’à une formule brute peuvent correspondre plusieurs formules semi-développées. Deux molécules qui ont la même formule brute (donc même nombre d’atomes de chaque élément) mais qui ont une organisation des atomes différente sont des isomères. Butane et isobutane H3C CH2 H3C CH3 CH CH2 CH3 H3C butane isobutane Le butane et l’isobutane ont tout deux pour formule brute C4H10. Mais les atomes qui constituent ces deux molécules ne sont pas liés entre eux de la même manière. Ces deux molécules sont donc des isomères. Exercice 3 Isomères -1- 2nde www.pichegru.net G Grroouuppee ccaarraaccttéérriissttiiqquuee Repérer la présence d’un groupe caractéristique dans une formule développée. Un groupe caractéristique et un atome ou un groupe d’atomes qui n’est pas entièrement composé de C et de H. Il donne à la molécule qui le porte des propriétés chimiques particulières. Ces molécules sont regroupées par famille. Alcools C OH Acides carboxyliques O C OH Amines C NH2 Il en existe de très nombreux différents. Le reste de la molécule est appelé « squelette carboné ». Il peut être plus ou moins complexe (long, ramifié, possédant des cycles, présence de doubles liaisons, etc.) Exemple de la strychnine. Il s’agit d’un poison violent ayant des effets stimulants à très petites doses. On reconnaît 3 groupes caractéristiques (non présentés dans le cours) et une structure très complexe comportant des cycles et des liaisons doubles. Exercice 4 Groupes caractéristiques -2- 29 mars 2016
