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Molécule

Molécule

Ton corps, y compris tes systèmes, tes organes, tes tissus et tes cellules, ainsi qu'absolument tout ce qui est tangible autour de toi, les forêts, les océans, l'air, l'eau, le soleil, les planètes, le système solaire et, en gros, l'univers tout entier, est constitué d'atomes !

Tout ce que tu perçois, à chaque instant à l'intérieur et à l'extérieur de toi, est le résultat de toutes les formes possibles d'organisation des atomes des 118 éléments chimiques. Ces atomes interagissent constamment, se regroupant pour former les molécules qui donnent naissance à absolument toute la matière qui existe. Cela signifie que nous sommes constitués des mêmes unités fondamentales que tous les autres êtres vivants, tels que les autres mammifères, les plantes et les bactéries. Comment cela est-il possible ? Voyons voir !

  • Dans cette explication, nous allons examiner les molécules.
  • Nous allons définir ce que sont les molécules et explorer leurs types.
  • Ensuite, tu apprendras les formules chimiques, qui sont la façon dont nous représentons les molécules.
  • Nous présenterons les isomères.
  • Enfin, tu pourras en savoir plus sur les macromolécules ou polymères.

Qu'est-ce-qu'une molécule ?

Une molécule est la plus petite portion d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et physiques. Chaque molécule est un système composé d'un ensemble d'atomes organisés et liés entre eux.

Ces atomes peuvent être du même élément ou d'éléments différents, auquel cas ils sont appelés composés.

Tous les composés sont des molécules, mais toutes les molécules ne sont pas des composés. Si une molécule est composée uniquement d'oxygène, elle ne peut pas être un composé !

Voici quelques exemples de molécules intéressantes classées en fonction du nombre d'atomes qui les composent.

Types de molécules

Les molécules sont classées en fonction de leur nombre d'atomes. Il en existe trois types :

  • Molécules diatomiques
  • Molécules triatomiques
  • Molécules polyatomiques

Molécules diatomiques

Ce sont des molécules composées de seulement deux atomes. Dans la nature, il n'existe que 7 molécules diatomiques formées par le même élément.

Voici donc nos sept éléments diatomiques : Hydrogène \( H_2 \) , Azote \( N_2 \) , Oxygène \( O_2 \) , Fluor \( F_2 \) , Chlore \( Cl_2 \) , Iode \( I_2 \) et Brome \( Br_2 \) .

Molécules triatomiques

Ce sont des molécules composées de trois atomes d'éléments identiques ou différents. Les molécules triatomiques vitales comprennent l'eau, la substance la plus abondante chez les êtres vivants, le dioxyde de carbone, un composant essentiel du processus de photosynthèse, et l'ozone \( O_3 \) , qui protège la lithosphère des rayons UV émis par le soleil.

Molécules polyatomiques

Bien que l'on puisse parler de molécules tétra-atomiques, penta-atomiques, etc., les molécules composées de plusieurs atomes sont généralement appelées molécules polyatomiques. Les molécules polyatomiques peuvent être aussi petites que l'ammoniac, avec quatre atomes, et le méthane, avec cinq atomes, ou aussi grandes que les protéines et l'ADN, dont les atomes peuvent se compter par milliers ou millions. Ce ne sont là que quelques exemples de molécules polyatomiques.

Nous venons de voir de nombreux exemples de molécules et tu te demandes probablement ce que représentent ces lignes entre les atomes, ce qui maintient les atomes d'une molécule ensemble ? Tu le découvriras ci-dessous.

Liaisons chimiques

Pour obtenir une plus grande stabilité, en termes d'énergie, les atomes sont liés les uns aux autres par des forces d'attraction qui forment des liaisons. Chaque liaison représente une paire d'électrons.

Comme tu l'auras constaté dans les exemples de molécules vus précédemment. Les atomes établissent une, deux ou même trois liaisons entre eux.

Ces liaisons sont connues sous le nom de liaisons simples, doubles et triples. Les mécanismes par lesquels ces liaisons sont formées déterminent si elles sont covalentes ou ioniques.

Liaison covalente

Les électrons qui orbitent dans la couche la plus externe, la partie la plus extérieure de la couche, sont appelés électrons de valence. Les liaisons covalentes sont formées entre deux atomes d'éléments non métalliques par le chevauchement de certains de leurs électrons de la couche externe.

Une liaison covalente est une paire d'électrons de valence partagés. Cependant, ces électrons ne sont pas toujours partagés de manière égale, de sorte que les liaisons covalentes peuvent être apolaires (non polaires) ou polaires.

  • Une liaison covalente non polaire est une liaison dans laquelle la paire d'électrons est partagée de manière égale entre les deux atomes liés.
  • Une liaison covalente polaire est une liaison dans laquelle la paire d'électrons est partagée de manière inégale entre les deux atomes liés, de sorte que l'un des atomes acquiert une charge partielle positive et l'autre une charge partielle négative.

Liaison ionique

Une liaison ionique est une attraction électrostatique entre des ions de charge opposée, formée lorsqu'un atome transfère des électrons à un autre.

Ce type de liaison se forme spécifiquement entre un ion métallique chargé positivement et un ion non métallique chargé négativement, en raison du transfert d'électrons du métal vers le non-métal.

Les ions sont des atomes ou des molécules constitués d'atomes qui ont gagné ou perdu un ou plusieurs électrons pour former une particule chargée.

À proprement parler, les ions ne sont pas des molécules mais des composés ioniques formés par une agrégation de particules chargées. Tu peux en savoir plus sur ce sujet en particulier en visitant la rubrique "liaison ionique".

Représentation des molécules

Nous représentons un composé moléculaire par sa formule chimique où les atomes constituant la molécule sont indiqués par leurs symboles chimiques et leur nombre est précisé en indice de chaque symbole.

Chaque molécule est représentée par une formule appelée formule chimique. La formule chimique indique la nature et le nombre des atomes présents dans la molécule.

Formule chimique

Bien que les molécules soient plus grandes que les atomes, leur taille est encore si microscopique que nous ne pouvons pas les observer directement. C'est pourquoi, afin d'étudier des aspects tels que le comportement, la structure ou la fonction des molécules, les scientifiques et les chercheurs les représentent par des formules chimiques.

Une formule chimique est un ensemble de symboles chimiques qui représentent les éléments d'une molécule ou d'un composé et expriment la proportion ou le nombre d'atomes dans chacun d'eux. Certains types de formules indiquent également les liaisons entre les atomes ou les groupes d'atomes et leur structure.

Il existe plusieurs types de formules chimiques. Toutes les molécules ne peuvent pas être représentées de toutes ces manières, et parfois la représentation des molécules selon certains types de formules est la même.

  • La formule empirique indique le rapport le plus simple entre les nombres entiers d'atomes de chaque élément présent dans un composé ou une molécule.
  • La formule moléculaire ou condensée indique le nombre d'atomes de chaque type dans un composé ou une molécule.
  • Les formules semi-développées et développées montrent chaque atome et chaque liaison dans une molécule, à l'exception des liaisons \( C-H \) dans le cas des formules semi-développées.
  • La formule squelettique est la représentation la plus abrégée de la structure d'une molécule. Ces formules ne montrent pas les atomes de carbone et d'hydrogène ni les liaisons entre eux, mais elles montrent les autres groupes d'atomes dans les molécules.

Il convient de mentionner qu'il existe d'autres représentations plus complexes telles que les formules structurelles, les diagrammes de Lewis et les structures 3D.

Tu es curieux ? N'hésite pas à consulter le Schéma De Lewis et la théorie de la répulsion des paires d'électrons dans la couche de Valence VSEPR.

Molécule d'eau

La molécule d'eau est une molécule triatomique. Elle est constituée de deux atomes d'hydrogène \( H \) et un atome d'oxygène \( O \) .

 Molécule formule chimique eau StudySmarterFig.1- formule chimique de la molécule d'eau

Schéma de Lewis

Les schémas de Lewis sont des représentations simplifiées des électrons de valence d'une molécule.

Les schémas de Lewis montrent les atomes d'une molécule, qu'il s'agisse d'un composé neutre ou d'un ion chargé. Ils indiquent également le nombre, la position et la disposition des électrons de valence des atomes, en supposant que toutes les enveloppes électroniques internes sont complètes. Plus précisément, ils montrent toutes les paires d'électrons liées ou non liées.

Tu peux en savoir plus sur ce sujet en particulier en visitant la rubrique "Schéma de Lewis".

Représentation de Cram

La représentation de Cram donne un aperçu de la configuration spatiale des atomes qui composent une . Elle fait apparaître les liaisons en perspective.

Quelques règles assez simples permettent de rendre compte de la géométrie de la molécule :

  • Le plan de la feuille coïncide avec le plan de la molécule qui contient le plus grand nombre de liaisons.
  • Une liaison entre deux situés dans le plan est symbolisée par un trait plein.
  • Une liaison avec un atome qui se trouve en avant du plan est représentée par un trait gras ou par un triangle plein dont la pointe est orientée vers l'atome qui se situe dans le plan.
  • Une liaison avec un atome qui se trouve en arrière du plan est représentée par un trait en pointillé ou par un triangle hachuré dont la pointe est toujours orientée vers l'atome qui se situe dans le plan.1

Tu peux en savoir plus sur ce sujet en particulier en visitant la rubrique "Représentaion De Cram ".

Molécules isomères

L'isomérie est le nom donné à l'existence d'isomères : des molécules ayant la même formule moléculaire mais des structures chimiques différentes.

Les isomères chimiques sont un peu comme les anagrammes. Les anagrammes contiennent le même nombre de lettres de chaque type, mais ces lettres sont disposées de manière différente. Cela permet de former deux mots uniques (ou plus !) dont l'aspect et le son sont très différents. De même, les isomères contiennent le même nombre de chaque type d'atome. Cependant, ces atomes sont disposés différemment, ce qui confère aux isomères des propriétés physiques et/ou chimiques différentes.

Tu peux en savoir plus sur ce sujet en particulier en visitant la rubrique "Isomérie".

Macromolécules et polymères

Un polymère est une grande molécule composée d'unités répétitives appelées monomères.

Un polymère est constitué de nombreux monomères. Il est également utile de considérer un polymère comme une chaîne d'unités monomères répétitives.

Les protéines, l'ADN et les matières plastiques telles que le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polystyrène sont des exemples de polymères.

Tu peux en savoir plus sur ce sujet en particulier en visitant la rubrique "polymères".

Molécule - Points clés

  • Une molécule est la plus petite portion d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et physiques.
  • Les molécules sont classées en diatomiques, triatomiques et polyatomiques en fonction de leur nombre d'atomes.
  • Les atomes des molécules sont reliés entre eux par des liaisons, qui peuvent être ioniques ou covalentes.
  • Une formule chimique est un ensemble de symboles chimiques qui représentent les éléments d'une molécule ou d'un composé et expriment la proportion ou le nombre d'atomes dans chacun d'eux.
  • Certains types de formules montrent également les liaisons entre les atomes ou les groupes d'atomes et leur structure.
  • Certains types de formules chimiques sont les formules empiriques, moléculaires ou condensées, semi-développées, développées et squelettiques.

References

  1. https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/chimie-representation-cram-15047/

Questions fréquemment posées en Molécule

Une molécule est la plus petite portion d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques et physiques. Chaque molécule est un système composé d'un ensemble d'atomes organisés et liés entre eux.

On a trois types de molécules : diatomiques, triatomiques et polyatomiques.

Molécules diatomiques : Ce sont des molécules composées de seulement deux atomes.

Molécules triatomiques : Ce sont des molécules composées de trois atomes d'éléments identiques ou différents. 

Molécules polyatomiques : Ce sont les molécules composées de plusieurs atomes 

Un atome est l'élément de base qui compose la matière tandis qu'une molécule est un système composé d'un ensemble d'atomes organisés et liés entre eux.

Pour calculer la masse d'une molécule, tu vas tout simplement faire la somme des masses des différents atomes qui la constituent.

Pour savoir si une molécule est polaire, il faut vérifier si elle comporte au moins une liaison polarisée, mais aussi vérifier que sa géométrie n'annule pas les effets des charges partielles.

Une liaison covalente polaire est une liaison dans laquelle la paire d'électrons est partagée de manière inégale entre les deux atomes liés, de sorte que l'un des atomes acquiert une charge partielle positive et l'autre une charge partielle négative.


Évaluation finale de Molécule

Question

Quelle est la forme d'une molécule de tétrafluorure de carbone \( CF_4 \) ?

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Réponse

Elle est tétraédrique.

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Question

Que signifie l'abréviation VSEPR ?

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Réponse

Théorie de la répulsion des paires d'électrons de la couche de Valence

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Question

VSEPR est affecté par _____.

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Réponse

Paires d'électrons de la couche interne

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Question

Quel est l'effet des paires d'électrons solitaires sur l'angle de liaison dans le VSEPR ?

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Réponse

Les doublets non-liants repoussent les autres paires d'électrons plus fortement que les doublets liants. Cela réduit l'angle de liaison.

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Question

Quelle est la forme de base d'une molécule avec deux paires d'électrons ?

Montrer la réponse

Réponse

Linéaire

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Question

Quelle est la forme de base d'une molécule avec trois paires d'électrons ?

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Réponse

Trigonal planaire

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Question

Quelle est la forme de base d'une molécule avec quatre paires d'électrons ?

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Réponse

Trigonal planaire

Montrer la question

Question

Quelle est la forme de base d'une molécule comportant cinq paires d'électrons ?

Montrer la réponse

Réponse

Trigonal bipyramidal

Montrer la question

Question

Quelle est la forme de base d'une molécule comportant six paires d'électrons ?

Montrer la réponse

Réponse

Trigonal bipyramidal

Montrer la question

Question

Laquelle de ces formes comporte un angle de liaison de 120° ?

Montrer la réponse

Réponse

Trigonal planaire

Montrer la question

Question


Laquelle de ces formes comporte un angle de liaison de 90° ?

Montrer la réponse

Réponse

Octaédrique

Montrer la question

Question

Laquelle de ces formes contient quatre paires d'électrons ?

Montrer la réponse

Réponse

En forme de V

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Question

Laquelle de ces formes contient quatre paires d'électrons liés ?

Montrer la réponse

Réponse

Balançoire

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Question

Lesquelles de ces formes contiennent une paire d'électrons non-liants ?

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Réponse

Linéaire

Montrer la question

Question

Quelle est la forme d'une molécule d'eau \( H_2O \) prédite par VSEPR ?

Montrer la réponse

Réponse

C'est une forme en V.

Montrer la question

Question

Peut-on appliquer la théorie VSEPR à un seul domaine électronique ?

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Réponse

Non

Montrer la question

Question

Que signifie VSEPR ?


Montrer la réponse

Réponse

Théorie de la répulsion des paires d'électrons de la couche de Valence.

Montrer la question

Question

Que dit VSEPR ?


Montrer la réponse

Réponse

  • Les paires d'électrons se repoussent mutuellement.
  • Les paires d'électrons essaient de prendre des positions aussi éloignées que possible les unes des autres, afin de minimiser la répulsion.


Montrer la question

Question

Qu'est-ce qu'un électron de valence ?

Montrer la réponse

Réponse

Un électron de la couche interne.

Montrer la question

Question

Comment dessiner un lien s'étendant vers l'avant hors de la page/de l'écran ?

Montrer la réponse

Réponse

Avec une ligne décalée.

Montrer la question

Question

Comment dessiner un lien s'étendant vers l'arrière de la page/écran ?

Montrer la réponse

Réponse

Avec une ligne en pointillés.



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Question

Nomme les formes formées par les molécules ayant le nombre suivant de paires d'électrons liés. Suppose qu'elles n'ont pas de paires solitaires (non partagées).

a.2

b.3

c.4

d.5

e.6


Montrer la réponse

Réponse

1.Linéaire.

2.Planaire trigonal.

3.Tétraédrique.

4.Bipyramidal trigonal.

5.Octaédrique.


Montrer la question

Question

 Donne les angles de liaison trouvés dans les molécules avec les nombres suivants de paires d'électrons liées. Suppose que les molécules n'ont pas de paires non liées.


a.2

b.3

c.4

d.5

e.6

Montrer la réponse

Réponse



  1. 180°
  2. 120°
  3. 109.5°
  4. 120° et 90°.
  5. 90



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Question

Une molécule possède quatre paires d'électrons de liaison. Explique l'effet sur l'angle de liaison si l'une des paires est une paire non liée.


Montrer la réponse

Réponse

L'angle de liaison sera réduit de 2,5°. Cela s'explique par le fait que les paires non liées se repoussent plus fortement que les paires de liaison et que les paires de liaison sont donc plus proches les unes des autres.

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Question

Chaque paire d'électrons non liée réduit l'angle de liaison de _______ .

Montrer la réponse

Réponse

2


Montrer la question

Question

Nomme la forme d'une molécule ayant trois paires liées et une paire non liée.


Montrer la réponse

Réponse

Pyramidale

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Question

Nomme la forme d'une molécule avec deux paires liées et deux paires non liées.

Montrer la réponse

Réponse

Forme de V

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Question

Prédis la forme de NF3.

Montrer la réponse

Réponse

Pyramidale

Montrer la question

Question

Explique pourquoi la forme de BF3 est différente de celle de NF3.

Montrer la réponse

Réponse

BF3: possède trois paires d'électrons liées et aucune paire non liée, ce qui en fait une molécule planaire trigonale avec des angles de liaison de 120°.


NF3: possède trois paires d'électrons de liaison et une paire non liée, ce qui repousse plus fortement les paires d'électrons non liées et réduit l'angle de liaison à 107°.

Montrer la question

Question

Prédis l'angle de liaison dans le dichlorure de soufre, SCl2 .

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Réponse

104.5° 

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Question

Quelles sont les formules chimiques et quelles informations nous donnent-elles ?

Montrer la réponse

Réponse

Les formules chimiques sont un ensemble de symboles chimiques qui représentent les éléments d'une molécule ou d'un composé et expriment la proportion ou le nombre d'atomes dans chacun d'eux. Certains types de formules montrent également les liaisons entre les atomes ou les groupes d'atomes et leur structure.

Montrer la question

Question

Une molécule d'eau a la formule chimique H2O. Cela signifie que la molécule d'eau est composée de :

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Réponse

Deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène

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Question

La molécule d'eau est une molécule polaire. Une molécule d'eau est polaire parce que

Montrer la réponse

Réponse

L'oxygène a une plus forte attraction pour les électrons que l'hydrogène.

Montrer la question

Question

Une liaison ionique est une paire d'électrons de valence partagés.

Vrai ou Faux?

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Réponse

Faux

Montrer la question

Question

Quelle est l'atomicité de la molécule de glucose de formule chimique : C6H12O6.

Montrer la réponse

Réponse

24

Montrer la question

Question

La molécule de l'eau H2O est:

Montrer la réponse

Réponse

diatomique

Montrer la question

Question

Un polymère est une .............. molécule composée d'unités répétitives appelées monomères

Montrer la réponse

Réponse

grande

Montrer la question

Question

Une liaison ionique est une paire d'électrons de valence partagés.

Montrer la réponse

Réponse

Faux

Montrer la question

Question

Les ....................  sont des représentations simplifiées des électrons de valence d'une molécule.

Montrer la réponse

Réponse

schémas de Lewis 

Montrer la question

Question

La ............... donne un aperçu de la configuration spatiale des atomes qui composent une . Elle fait apparaître les liaisons en perspective.

Montrer la réponse

Réponse

représentation de Cram 

Montrer la question

Question

Les isomères sont des molécules ayant :

Montrer la réponse

Réponse

la même formule moléculaire mais des structures chimiques différentes.

Montrer la question

Question

Si une molécule est composée uniquement d'oxygène, elle peut être un composé.

Montrer la réponse

Réponse

Faux

Montrer la question

Question

Laquelle de ces molécules est triatomique

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Réponse

Ozone \( O_3 \)

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Question

Une liaison covalente non polaire est une liaison dans laquelle la paire d'électrons est partagée 


Montrer la réponse

Réponse

de manière égale entre les deux atomes liés.

Montrer la question

Question

Une liaison covalente polaire est une liaison dans laquelle la paire d'électrons est partagée 


Montrer la réponse

Réponse

de manière égale entre les deux atomes liés.

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Question

Qu'est-ce que la formule empirique ?

Montrer la réponse

Réponse

Le plus simple rapport en nombre entier des atomes de chaque élément dans une molécule.

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Question

C'est quoi la formule moléculaire ?

Montrer la réponse

Réponse

Le nombre réel d'atomes d'éléments dans une molécule.

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Question

Quelles sont les étapes pour trouver la formule empirique ?

Montrer la réponse

Réponse

  1. Calculer le nombre de moles de chaque élément ;
  2. Pour chaque élément : diviser le nombre de moles de chaque élément par le plus petit nombre de moles ;
  3. Si les nombres ne sont pas entiers, les multiplie par la même constante pour obtenir des nombres entiers.

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Question

Comment déterminer la formule moléculaire ?

Montrer la réponse

Réponse

La formule d'une molécule d'un composé covalent

\( MF = n \times formule \  empirique \)

(n, est un nombre entier positif non nul)

Montrer la question

Question

Définis le pourcentage de masse d'un élément 

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Réponse

C'est une façon courante d'exprimer la composition d'une molécule en termes de pourcentage de la masse de ses éléments.

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