Définition de la molécule en chimie : Une molécule est une entité électriquement neutre composée de deux atomes ou plus. Les atomes peuvent être du même élément ou non et sont liés par des liaisons chimiques covalentes. Les molécules sont formées d'atomes partageant entre eux les électrons de leur enveloppe externe d'électrons.
Les liaisons chimiques peuvent être simples, doubles ou triples. De cette manière une liaison simple implique deux électrons de valence, les doubles liaisons n’impliquent quatre et les triples six.
Une molécule peut être composée de plusieurs atomes d'un même élément chimique ou d'atomes d'éléments différents. Les familles de molécules composées des mêmes atomes disposés différemment dans l'espace sont appelées isomères, et l'arrangement affecte les propriétés physiques de la substance.
Molécules discrètes et macromolécules
On peut classer les molécules en deux types selon leur mode de formation :
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Molécules discrètes : Les molécules peuvent être constituées d'un nombre bien défini d'atomes liés par des liaisons covalentes.
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Macromolécules : Ce sont de grandes chaînes moléculaires également appelées polymères. La chaîne principale d'un polymère est la plus longue série d'atomes liés par covalence qui, ensemble, créent la chaîne continue de la molécule.
Qu’est que c’est qu’une molécule organique?
Une molécule organique est un composé chimique qui contient du carbone, formant des liaisons carbone avec carbone et carbone avec hydrogène.
Certains composés de carbone, carbure, carbonates et oxydes carbone, ce ne sont pas des molécules organiques. La principale caractéristique de ces substances est qu'elles brûlent et peuvent être brûlées (ce sont des composés combustibles). La plupart des composés organiques sont d'origine naturelle, mais il existe également des composés artificiels créés par synthèse chimique.
Dans une molécule organique, la chaîne carbonée est la chaîne formée par un ensemble d'atomes de carbone contigus, reliés par des liaisons covalentes.
Il y a des molécules organiques qui, en plus de la chaîne carbonée, possèdent des groupes caractéristiques. Ces groupes sont des groupements d’atomes autres que les atomes de carbone et d’hydrogène qui leur confèrent des propriétés particulières.
D’autre part, un groupe fonctionnel est un atome ou un ensemble d'atomes attachés à une chaîne carbonée, responsables de la réactivité et des propriétés chimiques des composés organiques et ses réactions chimiques.
Types des molécules organiques
Les molécules organiques sont divisées en deux parties :
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Molécules organiques naturelles : ce sont celles synthétisées par les êtres vivants , et sont appelées biomolécules.
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Molécules organiques artificielles : ce sont des substances qui n'existent pas dans la nature et qui ont été fabriquées ou synthétisées par l'homme, par exemple les plastiques.
Différence entre une molécule organique et une inorganique
La ligne de démarcation entre les molécules inorganiques et organiques a été controversée et a toujours été arbitraire, mais les composés organiques ont généralement du carbone lié à l'hydrogène, contrairement aux composés inorganiques.
Des modèles pour représenter des molécules
Le nombre d'éléments chimiques découverts et représentés dans le tableau périodique est de 116. Cependant, il existe deux millions de composés chimiques identifiés.
Les structures moléculaires sont des systèmes pour illustrer les structures moléculaires. Quelques exemples de ces modèles sont:
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La structure de Lewis est le modèle le plus ancien à représenter une structure moléculaire. Un diagramme de Lewis montre les liaisons d'un système moléculaire par la nécessité d'obtenir une configuration électronique de gaz rare pour chaque atome.
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Le modèle moléculaire de la liaison de valence considère les orbitales atomiques qui se chevauchent de différents atomes. Cette théorie est complétée par l'introduction de l'hybridation orbitale, qui permet d'expliquer les configurations spatiales des molécules.
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Selon le modèle orbital moléculaire, les orbitales atomiques se lient pour former des orbitales moléculaires partagées par les deux atomes de liaison. Les électrons situés dans les orbitales appartiennent au noyau des deux atomes.
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La formule topologique s’utilise en chimie organique. Cette formule ne représente pas des atomes d'hydrogène et de carbone pour ne montrer que la structure du squelette.
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Une formule semi-développée est une simplification d'une formule développée plane, dans cette formule les liaisons avec les atomes d'hydrogène n’y sont pas représentées.
Exemples des molécules
Voici quelques exemples de molécules essentielles :
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Une molécule d'eau ( formule chimique: H2O) est un composé essentiel à la vie. Cette espèce chimique est composée de deux atomes d’hydrogène combinés à un oxygène.
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Le dioxyde de carbone (CO2) comprend un atome de carbone et deux atomes d’oxygène liés par des liaisons covalentes. Ce composé est lié à l'effet de serre.
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Le méthane (CH4) est une molécule organique, une chaîne carbonée, qui est le composé principal du gaz naturel.
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Le chlorure de sodium (NaCl), sel de table, est l'un des seuls responsables de la salinité des océans et du fluide extracellulaire de nombreux organismes.
Le dioxyde d'uranium (UO2) est un composé chimique en poudre noire, radioactive et cristalline qui se produit naturellement dans l'uraninite minérale. Il est utilisé dans les barres de combustible nucléaire des réacteurs nucléaires.