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 %