1/29 Les molécules

Plan du cours II. Représentation d’une molécule 1 – formule brute 2/29 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 Symbole chimique de 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.

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

Rappel : 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 de liaisons

II. Représentation Correction activité 6 8 1 7 17 C O H N Cl NOIR 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 de liaisons 4 2 3

IV. Les masses dans l’atome. II. Représentation d’une molécule 10/29 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.

Correction activité Nom du corps Formule chimique Modèle moléculaire compacts Formule développée Eau  Dihydrogène   O2 Dioxyde de carbone  N2 Méthane  CH4 

- Correction activité H - O - H H - H O = O O = C =O N = N Nom du corps Formule chimique Modèle moléculaire compacts Formule développée Eau  H2O H - O - H Dihydrogène  H2 H - H Dioxygène  O2 O = O Dioxyde de carbone  CO2  O = C =O Diazote N2 N = N Méthane  CH4  -

4 - Géométrie de quelques molécules Représentation de Cram 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

Application Modèle moléculaire compacts Formule chimique A l’aide de l’animation modèles compats, compléter le tableau suivant : Modèle moléculaire compacts Formule chimique Composition en atomes Nom du corps   Ammoniaque Benzène Aniline Caféine Adrénaline 

III. Les isomères

Activité : A l’aide des modèles moléculaires, trouver les formules développées des molécules suivantes. 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 -C- H H H H H

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 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 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, 67 x 10 -27 kg. 11H 168O (Dans l’hydrogène il y a 1 nucléon. Dans l’oxygène il y a 16 nucléons) 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 %

Le pourcentage en masse d’hydrogène dans la molécule d’eau est de 11% 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 : Correction : = (4 /5) x 100 = 80 % 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 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 %