II.3.1 TP Modélisation de Molécules [PDF]

Zitiervorschau

Santé Chapitre 3

Activité 1 1/2

Molécule et synthèse organique Modélisation d’une molécule

A. Quelques rappels du collège : 1. Qu’est-ce qu’une molécule ? 2. Donner un exemple de molécule en énonçant son nom et sa formule brute. 3. Que représentent les lettres et les chiffres de cette formule ?

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La formule brute d’une molécule indique la nature et le nombre des atomes qui la constituent.

B. Utilisation d’un modèle moléculaire : Le modèle moléculaire est un outil permettant de modéliser simplement la structure dans l’espace d’une molécule. Il est une représentation à notre échelle de la réalité microscopique des molécules. Etudier le modèle moléculaire à votre disposition et répondre aux questions suivantes : 1. Comment sont symbolisés les atomes ? 2. Pourquoi existe-il des couleurs différents ? 3. Compléter le tableau suivant : Atome

Hydrogène

Carbone

Oxygène

Azote

Chlore

Symbole Couleur Chaque atome est capable de créer une liaison chimique (liaison covalente) en se liant avec un autre atome. 4. Comment sont symbolisées les liaisons covalentes dans le modèle moléculaire ? 5. Pour des questions de stabilité, chaque atome va chercher à établir un nombre bien particulier de liaison avec ses atomes voisins. En étudiant le modèle moléculaire, comment peut-on connaitre le nombre de liaisons covalentes établies par chaque atome ? 6. Compléter alors le tableau suivant : Atome

Hydrogène

Carbone

Oxygène

Azote

Chlore

Nombre de liaisons 7. Construire les molécules suivantes : dihydrogène, eau, ammoniac (NH3), chlorure d’hydrogène (HCl), méthane (CH4), dioxygène et dioxyde de carbone. Compléter alors le tableau ci-dessous :

Molécule

Dihydrogène

Eau

Ammoniac

Chlorure d’hydrogène

Méthane

Dioxygène

Dioxyde de carbone

Formule brute

Représentation dans l’espace

8. Que remarque-t-on de particulier avec les liaisons des molécules de dioxygène et de dioxyde de carbone ? 9. Quelles sont les molécules pouvant être représentées dans un plan ? Quelles sont celles qui doivent être représentées en trois dimensions ?

Santé Chapitre 3

Activité 1 2/2

Molécule et synthèse

C. Utilisation d’un logiciel de modélisation : De nombreux logiciels permettent, comme le modèle moléculaire, de représenter des molécules dans l’espace. Nous allons étudier l’application « molecule3D » présente dans le répertoire de la classe. 1. Lancer l’application et compléter le tableau ci-dessous : Molécule

Plane ou 3D ?

Formule brute

Formule développée

Formule semi-développée

Dioxyde de soufre

Ethane

Propène

Propan-1-ol

Propan-2-ol

Propanal

Propanone

Acide éthanoïque

La formule développée indique l’agencement des atomes qui compose la molécule. Toutes les liaisons covalentes entre les atomes apparaissent sous la forme d’un trait : –

La formule semi-développée est identique à la formule développée mais les liaisons concernant l’hydrogène ne sont pas représentées.

2. Quels sont les avantages et inconvénients de la formule développée par rapport à la formule brute ? 3. Dans le tableau ci-dessus, quels sont les molécules isomères l’une de l’autre ? 4. Rechercher tous les isomères des molécules de formules brutes ci-dessous. Donner leur formule semi-développée : • C4H10 (2) • C2H4Cl2 (2) • C5H12 (3) • C2H6O (2)

Des isomères sont des molécules qui ont la même formule brute mais des enchaînements d’atomes différents. • •

C4H10O (4) C3H4 (2)

D. La famille des alcanes : Les alcanes sont des hydrocarbures constitués uniquement d’atomes de carbone et d’hydrogène reliés par des liaisons simples. En vous aidant du logiciel « Molecule3D », repérer les molécules faisant parties de la famille des alcanes (non cyclique) et chercher une formule générale permettant de définir leur formule brute : CnH??. Bien justifier la réponse.

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