a. Écriture d'une formule chimique Une formule chimique est écrite: à partir du symbole de chaque sorte d'atome présent dans la molécule; en ajoutant un indice. C'est un nombre noté en bas, à droite d'un symbole atomique, indiquant le nombre de chaque sorte d'atome. b. Schéma d un atome de carbone youtube. Exemple de la molécule d'eau La molécule d'eau est constituée de deux atomes d'hydrogène (symbole H) et d'un atome d'oxygène (symbole O) La formule chimique de l'eau est donc H 2 O. H est suivi de l'indice 2 donc chaque molécule d'eau comporte deux atomes d'hydrogène. O n'est suivi d'aucun indice donc chaque molécule d'eau ne comporte qu'un atome d'oxygène. c. Les principales formules chimiques Les formules chimiques suivantes sont les plus fréquemment utilisées en classe de quatrième et sont donc à connaitre par cœur. Nom de la molécule Formule Chimique Composition Dioxygène O 2 2 atomes d'oxygène Eau H 2 O 2 atomes d'hydrogène et 1 atome d'oxygène Dioxyde de carbone CO 2 1 atome de carbone et 2 atomes Monoxyde de carbone CO 1 atome de carbone et 1 atome Méthane CH 4 1 atome de carbone et 4 atomes d'hydrogène Butane C 4 H 10 4 atomes de carbone et 10 atomes d'hydrogène Remarque: Le nom d'une molécule permet parfois de connaitre sa composition et donc de déterminer sa formule chimique.
Pré requis: Schéma de Lewis d'une molécule. Liaison de covalence selon le modèle de Lewis. Valence d'un atome. La chimie organique peut être décrite comme la chimie des composés contenant des atomes de carbones. Elle concerne des domaines très variés comme les molécules du vivant (glucides, lipides, protéines) ou comme des composés synthétiques (polymères, colorants, produits pharmaceutiques). En plus d'atomes de carbone, les composés organiques contiennent des atomes d'oxygène, d'azote, d'hydrogène, de soufre, d'halogènes. La chimie organométallique fait intervenir des liaisons entre un carbone et un atome métallique (magnésium, lithium par exemple). Représentation des atomes et des molécules - Maxicours. Pour mémoire, le nombre de liaisons engagées par un atome dans une molécule neutre est, en général: Carbone - 4 Hydrogène - 1 Azote - 3 Oxygène - 2
Organisation des électrons au sein d'un atome Le noyau d'un atome se compose de protons et de neutrons. Les électrons gravitent autour de ce noyau atomique. Les électrons se répartissent par couches autour du noyau, en allant de la couche la plus proche du noyau à la couche la plus éloignée. Les différentes couches électroniques Selon le nombre d'électrons, il y a plus ou moins de couches d'un atome à l'autre. On parle de couches électroniques. La couche la plus proche est la couche K, elle peut accueillir jusqu'à 2 électrons. Une fois la couche K remplie, et s'il y a plus de 2 électrons dans l'atome, la couche L accueille les autres électrons. La couche L peut accueillir jusqu'à 8 électrons. Une fois la couche L pleine, la couche M accueille les électrons restants. Elle peut accueillir jusqu'à 18 électrons, et ainsi de suite. Schéma d un atome de carbone et. Schématisation de l'atome de carbone et de ses électrons sur ses couches électroniques C'est l'atome de carbone qui est ici représenté. Il n'a que 6 électrons. Il a donc la couche K qui est remplie par 2 électrons.
On parle également de doublet liant. Il peut également y avoir des liaisons doubles entre deux atomes, représentées par deux traits. La dernière possibilité est d'avoir des liaisons triples, représentées par trois traits. On parle de liaisons covalentes multiples. La Chaîne Carbonée en Chimie | Superprof. Les liaisons triples sont les plus stables car il est logiquement plus difficile de casser trois liaisons qu'une seule ou même deux. En parallèle, certains électrons dits libres ne sont engagés dans aucune liaison. On les appelle aussi électrons célibataires. Lorsque deux électrons célibataires sont appariés (forment une paire), on parle de doublet non liant. Schématisation de la transformation de deux atomes d'oxygène en une molécule de dioxygène et visualisation selon le modèle de Lewis Note: Seuls les électrons de la couche électronique la plus externe peuvent former des liaisons. Les électrons des couches plus internes ne peuvent pas s'engager dans des liaisons, on les appelle les électrons de cœur, en opposition aux électrons de valence.
En ajoutant les doublets non-liants pour chaque atome, la formule développée devient alors la molécule de Lewis. Dans le modèle de Lewis, on représente chaque électron par un point, puis on relie les électrons deux par deux: ainsi il n'y a plus de points mais seulement des traits. De la formule développée à la formule de Lewis Note: La représentation de Lewis est aussi appelée formule de Lewis ou encore structure de Lewis. Toutes ces formulations correspondent à la même et unique chose. Le carbone 12. Schéma montrant la composition nucléaire et configuration électronique d'un atome de carbone 12 (nombre atomique : 6), l'isotope le plus courant de t Photo Stock - Alamy. Intérêt de la représentation de Lewis Contrairement à la formule semi-développée ou même développée, la formule de Lewis a l'avantage de permettre de prévoir la géométrie en trois dimensions d'une molécule: plane, ou pyramidale, ou tétraédrique, etc. En effet, tous les doublets sont représentés, qu'ils soient liants ou non liants. Or, les électrons étant tous chargés négativement, ils se repoussent les uns les autres. Ainsi, sachant qu'ils se positionnent dans l'espace de façon à être le plus loin les uns des autres, il est facile d'imaginer la répartition des doublets.
Si un ou plusieurs de ces atomes ont une électronégativité supérieure à celle du carbone, ce (ou ces) groupe(s) d'atomes confère(ent) à la molécule des propriétés chimiques et physiques particulières. Ces groupes d'atomes sont appelés: groupes caractéristiques. Par exemple: —OH, —NH2, —COOH ou éventuellement des atomes seuls tels que =O ou —Cl. Des molécules qui possèdent le même groupe (ou les mêmes groupes) caractéristique(s) présentent des propriétés chimiques semblables. On dit qu'elles forment une famille chimique. (famille des alcools, des amines, des acides aminés,... Evolution de quelques propriétés physiques. 1 Température d'ébullition. La température d'ébullition croît avec le nombre d'atomes de carbone au sein d'une famille chimique. 2 Densité des alcanes liquides. Les alcanes liquide (à partir du pentane) ont une densité par rapport à l'eau plus petite que 1. Schéma d un atome de carbone film. Cette densité croît avec le nombre d'atomes de carbone 2. 3 Solubilité. Les hydrocarbures sont insolubles dans l'eau comme dans tous les solvants polaires en général car ils sont apolaires.
Connaitre la forme géométrique d'une molécule permet en outre de prédire sa réactivité pour ensuite prévoir les réactions chimiques potentielles. Note: Lewis a proposé ce nouveau de représentation des molécules en 1916. Avant cela, il fallait se contenter des formules brutes et semi-développées qui ne présentaient pas les informations pour comprendre la réactivité chimique des molécules, ou bien il fallait utiliser des représentations beaucoup plus complexes.
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