La chimie créatrice - leprof

Chap. 16
La chimie créatrice
I- Molécules complexes
1- Molécules biologiquement actives
Les molécules biologiquement actives réagissent avec les molécules du vivant. Ce sont le plus souvent des
molécules organiques de structure complexe possédant de nombreux groupes caractéristiques.
Face à la demande mondiale en médicaments, les molécules biologiquement actives doivent être synthétisées en
grande quantité.
2- Synthèse
La synthèse d’une molécule est réalisée à partir des dérivés du pétrole ou de composés simples (eau, ammoniac,
gaz diatomiques etc.…)
3- Hémisynthèse
C’est une synthèse réalisée à partir de composés naturels possédant une partie de la molécule souhaitée.
II- Matériaux
Les matériaux sont des substances utiles à l'élaboration d'objets ou à la construction. On distingue différentes
catégories de matériaux selon leur structure et leur composition.
1-Les matériaux à structure organisée
a- les solides cristallins
Les solides cristallins sont des matériaux dont la structure micro-scopique est organisée et régulière. Ils sont en
général durs et peu déformables.
Leur température de fusion est élevée, car les interactions assurant leur cohésion sont intenses.
Il existe différents types de solides cristallins, classés en fonction de interactions mises en jeu dans la structure
microscopique : des inter actions de grande intensité assurent, par exemple, la cohésion des cri! taux ioniques et
covalents, alors qu'elles sont d'intensité plus faible pou les cristaux dits moléculaires
Type de solide
Solide cristallin ionique Solide cristallin covalent Solide cristallin moléculaire
Interactions assurant
Interaction
Liaison covalente
Interactions de van der
leur cohésion
électrostatique entre ions
Waals, liaison hydrogène
Intensité relative
Forte
Forte
Faible
Exemple
Chlorure de sodium
Diamant
Diiode
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b- les céramiques
Les céramiques (du grec keramikos, « argile ») sont des matériaux non métalliques et non organiques. Solides à
température ambiante, ces matériaux présentent une structure organisée.
Une céramique est obtenue en mettant en forme un mélange, sous forme de poudre, à température ambiante. La
poudre est ensuite chauffée en dessous de la température de fusion du matériau. Lors de la cuisson, les grains de
poudre se soudent les uns aux autres pour former un matériau très dur.
Outre les céramiques traditionnelles (la poterie, le grès, la faïence et la porcelaine), il existe également des
céramiques dites techniques dont les différentes propriétés sont exploitées dans l'industrie.
Les céramiques présentent généralement une excellente résistance à la chaleur.
Le carbure de bore est une céramique très dure, résistante et légère, utilisée dans les blindages de tanks et
d'hélicoptères.
2- Les matériaux amorphes
À la différence d'un solide cristallin, un matériau amorphe, comme le verre, a une structure globalement
désorganisée. Elle est similaire à celle d'un liquide dont on aurait « figé » la structure
Les matériaux amorphes n'ont pas de température de fusion franche. Il existe un domaine de température,
appelé zone de transition vitreuse, où leur état est intermédiaire entre les états solide et liquide.
Les verres sont l'exemple type des matériaux amorphes : on les compare par-fois à des « liquides qui ne coulent
pas ».
3- Les matières plastiques
Les matières plastiques sont constituées d'un ou de plusieurs polymères, auxquels sont ajoutés différents
additifs.
Les polymères sont des matériaux composés de macromolécules. Ces molécules sont formées d'un ou de
plusieurs groupes d'atomes (ou motifs) qui se répètent un grand nombre de fois.
Certaines macromolécules sont naturelles, comme l'ADN ou encore la cellulose, le principal constituant du bois
(doc.1). D'autres peuvent être synthétisées, comme le polychlorure de vinyle (PVC), dont on fait des tuyaux de
canalisation.
III- La nanochimie
La nanochimie s'intéresse aux réactions et aux organisations des molécules à l'échelle du nanomètre.
Parmi les objets nanométriques à l'étude, on peut citer les nano-médicaments, les nanoparticules métalliques et
les nano-robots.
EXEMPLE Les nanotubes de carbone présentent des propriétés physiques et chimiques très intéressantes.
Ils sont cent fois plus résistants et six fois plus légers que l'acier. Suivant leur diamètre et leur mode
d'enroulement, ils sont soit conducteurs, soit semi-conducteurs. Par ailleurs, ils absorbent facilement des
molécules.
Les nanotechnologies présentent un intérêt réel. Elles permettent, par exemple, d'éviter la dispersion de certains
produits toxiques.
Exemple
La laque à base de nanoparticules de chrome permet de lier les particules en un réseau stable et d'éviter toute
dissémination du chrome, toxique.
Certaines nanoparticules, utilisées par exemple dans les cosmétiques, peuvent toutefois traverser la barrière
cutanée : des effets nocifs à long terme ne sont pas exclus et sont encore à l'étude.
La nanochimie exige donc de la part des consommateurs et des pouvoirs publics une vigilance accrue.
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