Chap C5 (livre p177) Les groupes caractéristiques des molécules organiques I- Atomes et ions :

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Les groupes Les groupes caractéristiques caractéristiques des molécules des molécules

organiquesorganiques

I- Atomes et ions :I- Atomes et ions :

Partie de l’atome

Cortège électroniqu

e

Noyau

Constituants

Charge électrique

a) La constitution de l’atome :

I- Atomes et ions :I- Atomes et ions :

noyau

électron

électron

proton neutron

-e = -1,6 ∙ 10-19 C

+e = +1,6 ∙ 10-19 C

0 C

1- Le modèle de l’atome :1- Le modèle de l’atome :

b) Le symbole du noyau :

On symbolise un noyau par l’écriture :

Nom de l’atome

Symbole du

noyau

Nombre de

protons

Nombre de

nucléons

Nombre de

neutrons

Nombre d’électro

ns

hydrogène

11H

carbone 6 6

azote 7 7

oxygène 8 16



Nom de l’atome

Symbole du

noyau

Nombre de

protons

Nombre de

nucléons

Nombre de

neutrons

Nombre d’électro

ns

hydrogène

11H 1 1 1-1=0 1

carbone 6 6

azote 7 7

oxygène 8 16



Nom de l’atome

Symbole du

noyau

Nombre de

protons

Nombre de

nucléons

Nombre de

neutrons

Nombre d’électro

ns

hydrogène

11H 1 1 1-1=0 1

carbone 126C 6 6+6=12 6 6

azote 7 7

oxygène 8 16



Nom de l’atome

Symbole du

noyau

Nombre de

protons

Nombre de

nucléons

Nombre de

neutrons

Nombre d’électro

ns

hydrogène

11H 1 1 1-1=0 1

carbone 126C 6 6+6=12 6 6

azote 147N 7 7+7=14 7 7

oxygène 8 16



Nom de l’atome

Symbole du

noyau

Nombre de

protons

Nombre de

nucléons

Nombre de

neutrons

Nombre d’électro

ns

hydrogène

11H 1 1 1-1=0 1

carbone 126C 6 6+6=12 6 6

azote 147N 7 7+7=14 7 7

oxygène 168O 8 16 16-8=8 8

2- La structure 2- La structure électronique :électronique :

a) La structure électronique des atomes :

Détermine le nombre d’électrons que chaque couche peut contenir au maximum en précisant le calcul :

n = 1 couche K : ..................... électrons au maximum

n = 2 couche L : ..................... électrons au maximum

n = 3 couche M : ..................... électrons au maximum

2n2 électrons au maximum par couche




n = 1 couche K : 2 x 12 = 2 électrons au maximum

n = 2 couche L : ..................... électrons au maximum







n = 2 couche L : 2 x 22 = 8 électrons au maximum







n = 2 couche L : 2 x 22 = 8 électrons au maximum

n = 3 couche M : 2 x 32 = 18 électrons au maximum


Atome Numéro atomique

Nombre d’électron

s

Structure électroniq

ue

Hydrogène H

Z = 1

AzoteN

Z = 7

OxygèneO

Z = 8



s


ue

Hydrogène H

Z = 1 1 (K)1

AzoteN

Z = 7

OxygèneO

Z = 8



s


ue

Hydrogène H

Z = 1 1 (K)1

AzoteN

Z = 7 7 (K)2(L)5

OxygèneO

Z = 8



s


ue

Hydrogène H

Z = 1 1 (K)1

AzoteN

Z = 7 7 (K)2(L)5

OxygèneO

Z = 8 8 (K)2(L)6

b) Représentation de la structure électronique d’une famille chimique : les gaz nobles.

Il existe six gaz nobles à l’état naturel : hélium, néon, argon, krypton, xénon et radon. Ils ont la propriété d’être très peu réactifs avec les autres atomes, ils sont dits « chimiquement stables ».

AtomeNumér

o atomiq

ue

Nombre d’électro

ns


ue

Hélium He

Z = 2 2 (K)2

Néon Ne Z = 10 10 (K)2(L)8

Argon Ar Z = 18 18 (K)2(L)8(M)8

3°) Représentation de la structure électronique des atomes et de leurs ions associés :

Définition d’un ion monoatomique :.

IonNuméro

atomiqueNombre

d’électronsStructure électroniq

ueIon hydrure

H-

Ion nitrure N3-

Ion oxydeO2-

Animation H

Animation Cl


Définition d’un ion monoatomique : Un ion monoatomique est un atome qui a gagné (anion, chargé négativement) ou perdu (cation, chargé positivement) un ou plusieurs électrons.

IonNuméro

atomiqueNombre


ueIon hydrure

H-

Ion nitrure N3-

Ion oxydeO2-



IonNuméro

atomiqueNombre


ueIon hydrure

H-Z = 1 1+1=2 (K)2

Ion nitrure N3-

Ion oxydeO2-



IonNuméro

atomiqueNombre


ueIon hydrure

H-Z = 1 1+1=2 (K)2

Ion nitrure N3-

Z = 7 7+3=10 (K)2(L)8

Ion oxydeO2-



IonNuméro

atomiqueNombre


ueIon hydrure

H-Z = 1 1+1=2 (K)2

Ion nitrure N3-

Z = 7 7+3=10 (K)2(L)8

Ion oxydeO2-

Z =8 8+2=10 (K)2(L)8

4°) Les règles du duet et de l’octet :Les atomes subissent des transformations chimiques en créant un ion monoatomique pour acquérir la structure électronique particulièrement stable de la couche externe du gaz noble le plus proche.

Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer …………………………………………………. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-).

Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer …………………………………………………………………………. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).


Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer la couche externe K. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-).

Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer …………………………………………………………………………. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).


Règle du duet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z < 4 (ou égal) évoluent de manière à saturer la couche externe K. Ils acquièrent un "duet" d'électrons (2 e-).

Règle de l'octet : Au cours de leurs transformations chimiques, les atomes caractérisés par Z > 4 évoluent de manière à saturer la couche externe L ou avoir 8 électrons sur M. Ils acquièrent un "octet" d'électrons (8 e-).

Symbole de

l’atome

Numéro atomiqu

e

Nom de l’atome

Structure électroniqu

ede l’atome

Règle utilisé

e


uede l’ion associé

Formule de l’ion

Mg Z = 12

Cl Z = 17

Symbole de

l’atome

Nom de l’atome


uede l’atome

Règle utilisé

e



Formul

e de l’ion

Mg Magnésium

(K)2(L)8(M)2

Cl

Symbole de

l’atome

Nom de l’atome


uede l’atome

Règle utilisé

e



Formul

e de l’ion

Mg Magnésium

(K)2(L)8(M)2

octet (K)2(L)8 Mg2

+

Cl

Symbole de

l’atome

Nom de l’atome


uede l’atome

Règle utilisé

e



Formul

e de l’ion

Mg Magnésium

(K)2(L)8(M)2

octet (K)2(L)8 Mg2

+

Cl chlore (K)2(L)8(M)7

octet

Symbole de

l’atome

Nom de l’atome


uede l’atome

Règle utilisé

e



Formul

e de l’ion

Mg Magnésium

(K)2(L)8(M)2

octet (K)2(L)8 Mg2

+

Cl chlore (K)2(L)8(M)7

octet (K)2(L)8(M)8 Cl-

AtomeAtome SymboleSymbole ReprésentatioReprésentation atomiquen atomique

CC

OO

HHHydrogèHydrogèneneCarbonCarbonee

OxygènOxygènee

AzotAzotee

NN

II- Atomes et molécules :II- Atomes et molécules :

Nom de la Nom de la molécule :molécule :Composition Composition atomique :atomique :

Formule brute :Formule brute : CHCH44

1 1 atome atome de carbone et 4 atomes de carbone et 4 atomes

d’hydrogèned’hydrogène

Géométrie :Géométrie :

le méthanele méthane

Représentation Représentation moléculaire :moléculaire :

TétraèdrTétraèdree

Nom de la molécule :Nom de la molécule :

Composition atomique Composition atomique ::

Formule brute :Formule brute : NHNH33

1 atome1 atomed’azote et 3 atomes d’azote et 3 atomes d’hydrogèned’hydrogène

Géométrie:Géométrie:

l’ammonial’ammoniacc


Pyramide à base Pyramide à base triangulairetriangulaire

Nom de la Nom de la molécule :molécule :



Formule brute :Formule brute : HH22OO

2 2 atomesatomesd’hydrogène et 1 atome d’ d’hydrogène et 1 atome d’

oxygèneoxygène

l’eaul’eau


Coudée en VCoudée en V

Nom de la Nom de la molécule :molécule :Composition atomique Composition atomique ::

Formule brute :Formule brute : CHCH22OO

1 atome1 atomede carbone, 2 atomes de carbone, 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’hydrogène et 1 atome d’oxygèned’oxygène


le méthanalle méthanal


TrianglTrianglee

a) Formule brute de l’urée : CH4N2O

d) La formule de Lewis indique en plus les doublets non-liants.

Atome H C N ONombre de

doublets liants1 4 3 2

Nombre de doublets non-

liants

0 0 1 2

e)

c) La formule semi-développée n’indique pas les liaisons avec les atomes H.

b) La formule développée indique tous les doublets liants (liaisons) entre les atomes.

f)

(K)1 (K)2(L)5 (K)2(L)6(K)2(L)4

1 4 5 6

8-4=42-1=1 8-5=3 8-6=2

.H C N O

.. .. .. ... .

.. ...

H.

C N O.. .. . .. . .

Nom de la Nom de la molécule :molécule :Composition Composition atomique :atomique :

Formule brute :Formule brute : CHCH44

1 1 atome atome de carbone et 4 atomes de carbone et 4 atomes

d’hydrogèned’hydrogène

Formule de Lewis :Formule de Lewis :

le méthanele méthane


Nom de la molécule :Nom de la molécule :


Formule brute :Formule brute : NHNH33

1 atome1 atomed’azote et 3 atomes d’azote et 3 atomes d’hydrogèned’hydrogène


l’ammonial’ammoniacc


Nom de la Nom de la molécule :molécule :



Formule brute :Formule brute : HH22OO

2 2 atomesatomesd’hydrogène et 1 atome d’ d’hydrogène et 1 atome d’

oxygèneoxygène

l’eaul’eau


Nom de la Nom de la molécule :molécule :Composition atomique Composition atomique ::

Formule brute :Formule brute : CHCH22OO

1 atome1 atomede carbone, 2 atomes de carbone, 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’hydrogène et 1 atome d’oxygèned’oxygène


le méthanalle méthanal


Cours :

Pour la formule de Lewis, il faut respecter : - le carbone C a quatre doublets liants (tétravalent).- l’azote N a 3 doublets liants (trivalent) et un

doublet non-liant.- l’oxygène O a deux doublets liants (divalent) et

deux doublets non-liants.- l’hydrogène H a un doublet liant (monovalent).

Une molécule peut être représentée par une formule brute, une formule semi-développée, une formule développée ou une formule de Lewis.

III- Les alcanes et le squelette carboné III- Les alcanes et le squelette carboné d’une molécule organique :d’une molécule organique :

1- Présentation de la famille : les alcanes

2- Etude des alcanes comportant de n = 1 à n = 3 atomes de carbone :

3- Passons à n = 4 carbone :

4- Quelques règles de nomenclature des alcanes :

5- Les alcanes en n = 5 et n = 6 carbone :

Cours :

- Un alcane est un hydrocarbure de formule CnH2n+2 linéaire ou ramifié.

- Pour la même formule brute, un alcane peut avoir des isomères.

- La nomenclature des alcanes suit des règles précises.

IV- Les groupes caractéristiques et IV- Les groupes caractéristiques et leurs fonctions :leurs fonctions :alcool

aldéhyde

cétone

acide carboxylique

amine

Alcools Aldéhydes Cétones Acides carboxylique

s

Amines

Nomenclature des espèces chimiquespossédant un groupe caractéristique

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Chap C5 (livre p177) Les groupes caractéristiques des molécules organiques I- Atomes et ions :