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Les représentations des molécules

Une molécule est constituée d'atomes liés les uns aux autres par des liaisons covalentes (Ces liaisons sont constituées de 2 atomes qui mettent en commun un électron périphérique chacun. Les 2 électrons mis en commun sont localisés entre les 2 atomes pour que chaque atome puisseacquérir une structure en duet ou en octet)
Le nombre et la nature des atomes selisent dans la formule brute de la molécule, qui ne donne toutefois aucune indication sur l'ordre dans lequel les atomes sont placés. Il faut par exemple utiliser une formule dite “développée” pour connaître cet ordre.
Partons à la découvert de différents types de représentation des molécules

Manipulation 1 : Observer des modèles moléculaires

Nous allons dans cette partie utiliser lelogiciel “3D Viewer” de ChemSketch.
Permet de visualiser la molécule de manière à voir les liaisons entre les atomes. | Permet de visualiser la molécule sous sa forme 3D |

Avec un “cliquer-déplacer, il est possible de faire tourner la molécule

A l'aide du “3D Viewer”, observer les molécules du tableau suivant :
Nom | Propriétés et utilisation |
Diiode | Désinfectant,présent dans certaines solutions bactéricides |
Eau | Solvant présent dans les solutions pharmaceutiques |
Acide hypochloreux | Désinfectant présent dans l'eau chlorée des piscines |
Peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée) | Désinfectant présent dans les produits contre l'acné ou de désinfection des lentilles de contact |
Ethanol | Désinfectant présent dans lessolutions hydro-alcooliques |
Ether | Anésthésique (qui n'est plus utilisé à cause de ses effets secondaires) |

1) Pour chacune de ces molécules, vous rassemblerez dans un tableau les informations suivantes :
- formule brute
- formule développée (on prendra soin de représenter les liaisons avec des angles de 90° )
- molécule plane ou non

2) Pour les atomes Cl, H, O et C, vousrassemblerez dans un tableau les informations suivantes :
- numéro atomique
- structure électronique
- nombre d'électrons manquant pour respecter la règle du duet ou de l'octet
- nombre de liaisons formées dans les molécules

3)
Doublets liants et non liants : Dans une molécule, tous les électrons périphériques des atomes sont groupés par paire, et constituent des doublets. Certainsdoublets constituent les liaisons covalentes, ce sont les doublets liants, ils sont partagés par 2 atomes. Les autres doublets sont les doublets non liants, ils n’appartiennent qu’à un seul atome.

En prenant en compte l'information de l'encadré, compléter le tableau précédent avec
- le nombre de doublets non liant de chaque type d'atome (uniquement ceux de la couche externe)
- le nombretotal de doublets de chaque type d'atome (dans le couche externe)

4) Justifier la stabilité des atomes dans les molécules étudiées.
5) La représentation de Lewis de la molécule d'éthanol se trouve ci-contre. A votre avis, que représentent les deux tirets horizontaux qui se trouvent au dessus et en dessous de l'atome d'oxygène ? | |
6) En quoi diffèrent la représentation de Lewis et laformule développée d'une molécule ?

Manipulation 2 : Construire des molécules

1) Construire les molécules du document ci-contre à l'aide du logiciel ChemSketch, puis indiquer leurs formules brutes, développées et semi-développées (Appeler le professeur). 2) Que remarquez vous en comparant les formules brutes de l'éther et du butan-1-ol ? 3) Quelle différence de structure peut-on observersur les formules développées de ces molécules? Peut-on aussi la repérer sur les formules semi-développées ? | |
4) Le butan-1-ol et l'éther sont des molécules isomères. Proposer une définition de “isomères”
5) Au vu des exemples d'utilisation indiqués en légende, les propriétés des molécules isomères sont elles les mêmes ?
6) L'enchainement des atomes des molécules ci-dessous est-il...