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
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• 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.
I. DéfinitionI. Définition
II.Représentation d’une moléculeII.Représentation d’une molécule
Rappel : Symbole chimique d'un atome
Un atome est représenté par une lettre majuscule oualors deux lettres, la première en majuscule et ladeuxième 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.
Définition :
La formule brute donne le type d’atomes qui composent la molécule et leur nombre.
Ex: la molécule d’eau
Symbole chimique Symbole chimiquede l’atome d’hydrogène. de l’atome d’oxygène.
H2 O
L’indice 2 indique le nombre L’absence d’indice indique que d’atomes d’hydrogène la molécule d’eau contient dans la molécule d’eau. un seul atome d’oxygène.
1- Formule brute d’une molécule
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 Formule développée
Eau H2O H-O-H
Activité : reconnaître les modèles des différents atomes et indiquer le nombre de liaisons possibles.
Nom de l’atome
Carbone Oxygène Hydrogène Azote Chlore
Numéro atomique
(Z)
Symbole chimique
Couleur maquette
Nombre deliaisons
Rappel :
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 BLANC BLEU VERT
Nombre deliaisons
4 2 1 3 1
Correction activité Correction activité
IV. Les masses dans l’atome.
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II. Représentation d’une moléculeII. Représentation d’une molécule
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.
Nom du corpsFormule chimique
Modèle moléculairecompacts
Formule développée
Eau
Dihydrogène
O2
Dioxyde de carbone
N2
Méthane CH4
Correction activité Correction activité
Nom du corpsFormule chimique
Modèle moléculairecompacts
Formule développée
Eau H2O H - O - H
Dihydrogène H2 H - H
Dioxygène O2 O = ODioxyde de
carbone CO2 O = C =O
Diazote N2 N = N
Méthane CH4
Correction activité Correction activité
-
4 - Géométrie de quelques molécules
Formule brute H2O NH3 CH4
Formule
développée H- O- H H- N - H H- C - H
Représentation de Cram
modèle moléculaire
Géométrie
Plane :les trois atomes sont dans le même plan.
La molécule a une forme coudée
Pyramidale :l'azote est sommet de la pyramide, les hydrogènes aux sommets de la base.
Tétraédrique :le carbone est au centre du tétraèdre. Les hydrogènes aux sommets de la base.
H H
H
ApplicationApplication
Modèle moléculairecompacts
Formule chimique
Composition en atomes
Nom du corps
Ammoniaque
Benzène
Aniline
Caféine
Adrénaline
A l’aide de l’animation modèles compats, compléter le tableau suivant :
III. Les isomèresIII. Les isomères
Formule brute Formule développée Nom
C4H10
H - C -C- C - C - H Butane
H- C – C – C - H
Méthylpropane
C2H6O
H- C – C – O- H Ethanol
H- C – O - C - H Méthoxyméthane
H
H
H
H
H H
H H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
-C-
H
H H
H
H
Activité : A l’aide des modèles moléculaires, trouver les formules développées des molécules suivantes.
Conclusion :
Deux molécules qui ont les mêmes formules brutes mais des formules développées différentes sont des molécules isomères.
ApplicationApplication
Le pentane est un solvant. Sa formule brute est C5H12.
En donner tous les isomères possibles.
IV. Corps simples et corps composésIV. Corps simples et corps composés
1- Corps simples
Un corps simple est une molécule constituée d'atomes qui appartiennent tous au même élément.
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
EX :
Calculer la masse de la molécule d ’eau. H2O
Données :
La masse d’un nucléon est : mn = 1, 67 x 10 -27 kg.1
1H 168O (Dans l’hydrogène il y a 1 nucléon. Dans l’oxygène il y a 16 nucléons)
1 - Calcul de la masse d’une moléculePour calculer la masse d ’une molécule, on calcule la masse des atomes qui la composent.
Correction : la masse d ’un atome est équivalente à la masse de son noyau
Masse d’un atome d’hydrogène = (1 x 1,67 x 10 -27 ) = 1,67 x 10 -27 kg
Masse d’un atome d’oxygène = (16 x 1,67 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 (1,67 x 10 -27 )+ (2,67 x 10 -26)
= 3,006 x 10 -26 kg
2 - Calcul des pourcentages en masse et 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%
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 6C
Application :
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 %