Les Molécules

Les Molécules(Santé, Sport)

SecondeCamille Fidelaire

1 _ Modèles moléculaires

Un modèle moléculaire modélise une molécule. Il permet de visualiser la structure (l'enchaînement des atomes) et de la géométrie de la molécule.Chaque atome est représenté par une sphère de couleur et chaque liaison par un bâtonnet. On distingue :

• Les modèles éclatés qui permettent de bien visualiser les liaisons entre atomes.
• Les modèles compacts qui sont plus proches de la réalité et permettent d’évaluer le volume des molécules.

Une molécule est un édifice électriquement neutre, formée d'atomes liés entre eux par des liaisons dites covalentes. La liaison covalente est une liaison dans laquelle deux atomes mettent en commun un électron (chacun) de leur couche électronique. Il existe des liaisons covalentes simples, doubles ou triples. Exemples :

• La molécule de dioxygène est formée par deux atomes d'oxygène liés par une liaison covalente double : O=O.
• La molécule de diazote est formée par deux atomes d'azote liés par une liaison covalente triple : N≡N.

A chaque molécule, est attribué un nom ainsi qu'une formule brute. Elle indique la nature des atomes qui la constituent et le nombre de chacun de ces atomes. Ce nombre est précisé en indice, à droite du symbole des atomes.

2 _ Doublets liants ou non-liants

Les électrons de la couche externe (la dernière couche contenant des électrons) d’un atome sont appelés électrons de valence. Les atomes ont tendance à adopter la structure des gaz nobles, c’est-à-dire à posséder deux électrons sur leur couche externe pour les éléments chimiques de numéro atomique inférieur ou égal à 4 (règle du duet) ou à posséder 8 électrons sur leur couche externe pour les autres (règle de l’octet).

Pour satisfaire ces règles un atome peut soit :

• perdre ou gagner des électrons et se transformer en ions
• se lier à d’autres atomes en formant des liaisons covalentes et constituer des molécules

Le nombre de liaisons covalentes qui correspondent aux doublets liants engagées par un atome est égal au nombre d’électrons qu’il lui manque pour respecter la règle de l’octet ou du duet. Les électrons externes de l’atome non engagés dans des liaisons covalentes se regroupent deux par deux en doublets non liants localisés autour de l’atome. Le nombre de doublets non liants est égal au nombre d’électrons de la couche externe qui ne sont pas mis en commun divisé par deux.

3 _ Représentation des molécules

Dans la formule semi-développée d'une molécule, les liaisons concernant les atomes d'hydrogène ne sont pas représentées, on écrit seulement leur nombre après le symbole de chaque atome qui les porte. Exemple : La formule semi-développée de la molécule d'éthanol est :

Dans la formule développée d'une molécule, tous les symboles des atomes sont écrits et toutes les liaisons entre les atomes sont représentées par des tirets. Exemple : La formule développée de la molécule d'éthanol est : Quand il est donné, on peut s'aider du modèle moléculaire pour établir la formule développée d'une molécule

4 _ Les groupes caractéristiques et isomères

Un groupe caractéristique est un groupe d'atomes qui confère des propriétés spécifiques aux molécules qui le possèdent. Ces molécules forment alors une famille chimique. Exemple : La molécule d'éthanol contient la fonction -OH, elle fait donc partie de la famille des alcools. Des isomères sont des molécules ayant la même formule brute mais des formules développées ou semi-développées différentes (donc des enchaînements d'atomes différents). Des isomères n'ont pas le même nom ni les mêmes propriétés. Exemple : L'éthanol et le méthoxyméthane ont la même formule brute mais pas la même formule semi-développée, ce sont donc des isomères.

5 _ Application au sport et à la santé

Les matériaux utilisés dans les équipements sportifs se doivent d'être toujours plus performants. Leurs propriétés bien particulières sont dues à leurs structures et à leurs constitutions à l’échelle microscopique. On utilise très souvent les polymères. Un polymère est une longue molécule constituée de la reproduction d'un même motif, appelé monomère. Exemple : Le nylon est un polymère permettant la fabrication de fils particulièrement résistants. Il est utilisé dans les sports de voile notamment. Le nylon est formé à l'aide de deux molécules :

• L'hexaméthylène diamine, qui porte un groupe amine au niveau de ses deux extrémités.
• L'acide adipique, qui porte un groupe acide carboxylique au niveau de ses deux extrémités.

Un médicament est un mélange de plusieurs espèces chimiques, souvent des molécules, qui ne jouent pas toutes le même rôle. Le principe actif d'un médicament est l'espèce chimique ayant des propriétés thérapeutiques. Dans un médicament, les excipients désignent toute substance autre que le principe actif. Ils permettent d'obtenir la formulation (ou mise en forme) souhaitée : comprimé, gélule, sirop, suppositoire, etc. et de faciliter son utilisation. Un médicament générique est un médicament qui contient le même principe actif que le médicament original (princeps) mais qui se différencie par sa formulation. Il a pour avantage d'être moins cher car les coûts de recherche et de développement n'entrent pas dans son prix.