I/ INTRODUCTION :
La chimie générale est constituée de deux parties:
►La chimie minérale: qui étudie la matière inerte (roches, métaux, air…)
►La chimie organique: qui étudie la matière vivante c’est-à-dire la matière issue du règne animal ou végétal.
II/ OBJET DE LA CHIMIE ORGANIQUE :
II-1/ ATOME DE CARBONE :
II-1-1/ MISE EN EVIDENCE :
Lorsqu’on brule un morceau de bois, on observe quelques temps après un résidu noir appelé charbon de bois constitué essentiellement de carbone.
II-1-2/ DEFINITION :
Le carbone est un élément chimique présent dans plusieurs substances (bois, sucre, alcool…).
La chimie organique est la partie de la chimie qui étudie les composés organiques.
On appelle composé organique tout composé qui renferme l’élément chimique le carbone à l’exception du carbone (C), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), des carbonates (CO32-) , des cyanures (CN-) …
II-2/ VALENCE D’UN ELEMENT CHIMIQUE :
C’est le nombre d’électrons célibataires dans la couche électronique externe de l’élément. Autrement dit c’est le nombre de liaisons covalentes que peut partager l’atome avec ses voisins dans une molécule.
Exemples :
val(H) = 1 (monovalent) ; val(O) = 2 (divalent) ; val(N) = 3 (trivalent) ; val(C) = 4 (tétravalent).
II-3/ TYPES DE LIAISONS COVALENTES :
On appelle liaison covalente la mise en commun de deux électrons célibataires entre deux atomes. On distingue:
Liaison covalente simple: H — H
Liaison covalente double: O = O
Liaison covalente triple: N≡N
II-4/ ATOMICITE D’UN COMPOSE ORGANIQUE :
C’est la somme des nombres d’atomes présents dans un composé.
Exemples :
C2H4 : atomicité 6
CxHyO : atomicité x + y + 1
II-5/ VARIETES DES COMPOSES ORGANIQUES :
Les composés organiques sont très variés à cause de la présence d’autres éléments chimiques autre que le carbone. On peut citer parmi ses éléments chimiques: l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, les halogènes….
Les composés organiques ont une structure moléculaire: ce sont des molécules.
III/ COMBUSTION COMPLETE DES COMPOSES ORGANIQUES :
C’est lorsqu’un composé organique brule dans le dioxygène de l’air en excès. Il se forme du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau (H2O).
III-1/ CAS DES HYDROCARBURES :
III-2/ CAS DES COMPOSES ORGANIQUES OXYGENES :
N.B:
Dans le cas où le dioxygène est en défaut, la combustion est dite incomplète.
IV/ ANALYSE QUALITATIVE ET ANALYSE QUANTITATIVE :
IV-1/ ANALYSE QUALITATIVE :
Une analyse qualitative d’un composé organique nous renseigne sur les éléments présents dans le composé.
Exemple: mise en évidence des éléments chimiques (C et H) lors de la combustion complète d’un composé organique
On observe la formation de gouttelettes d’eau sur les parois et du dioxyde de carbone qui est la cause du trouble de l’eau de chaux. La formation de l’eau est due à la transformation de l’élément hydrogène dans le composé organique et celle du dioxyde de carbone à celle de l’élément carbone dans le composé organique.
IV-2/ ANALYSE QUANTITATIVE:
Une analyse quantitative d’un composé organique permet de déterminer les pourcentages centésimaux massiques des différents éléments dans le composé.
Exemple: CxHyOz
Dans le cas où le nombre de mole du composé est égale à 1 mole alors la masse du composé est égale à sa masse molaire.
Ainsi on peut réécrire:
Détermination de m(C), m(H) et m(N) connaissant respectivement m(CO2), m(H2O) et m(NH3)
N.B:
On définit aussi la composition (pourcentage) centésimale molaire.
Exemple: CxHyOz
V/ FORMULE D’UN COMPOSE ORGANIQUE :
V-1/ FORMULE BRUTE D’UN COMPOSE ORGANIQUE :
La formule brute d’un composé organique nous renseigne sur la nature des atomes et de leur nombre dans une molécule.
Elle s’écrit en générale sous la forme: CxHyOzNt ; avec x, y, z et t des entiers.
La relation qui lie les nombres d’atomes (x, y, z, t) et les compositions centésimales massiques des différents éléments est appelée relation de proportionnalité. Elle est définie par:
V-2/ FORMULES DEVELOPPEES :
La formule développée nous renseigne sur la structure de la molécule c’est-à-dire sur la position relative des atomes et leurs modes de liaisons.
Exemples:
V-2/ FORMULES SEMI DEVELOPPEES :
La formule semi développées d’un composé dérive de celle de sa formule développée où les liaisons de types ( X — H ) ne sont pas représentées. X est un atome différent de l’hydrogène.
Exemples:
VI/ CHAINES CARBONEES :
On appelle chaine carbonée ou squelette carboné l’enchainement des atomes de carbone constituant une molécule organique. On distingue:
VI-1/ CHAINE CARBONEE LINEAIRE :
C’est lorsque chaque atome de carbone est lié au plus par deux autres atomes de carbone dans la molécule.
Exemples:
VI-2/ CHAINE CARBONEE RAMIFIEE :
C’est lorsqu’on a au moins un atome de carbone lié au moins par trois autres atomes de carbone dans la molécule.
Exemples:
VI-3/ CHAINE CARBONEE CYCLIQUE :
C’est lorsque la chaine carbonée est fermée.
Exemples:
VI-4/ FORMULE TOPOLOGIQUE (OU REPRESENTATION TOPOLOGIQUE) :
C’est une représentation dans laquelle la chaine carbonée est représentée par une ligne brisée. Chaque extrémité de segment représente un atome de carbone.
Dans une formule topologique les atomes autres que le carbone sont représentés ainsi que les atomes d’hydrogène qu’ils portent.
Exemples:
VII/ ISOMERIE PLANE :
A une formule brute, il peut correspondre plusieurs formules développées différentes: c’est-à-dire plusieurs composés différents. Ces composés différents et qui ont même formule brutes sont appelés isomères. On distingue:
VII-1/ ISOMERIE DE FONCTION :
Des composés sont dits isomères de fonction s’ils ont même formule brute mais des fonctions différentes.
Exemple: C2H6O
VII-2/ ISOMERIE DE POSITION :
Des composés sont dits isomères de position s’ils ont même formule brute, même fonction mais la fonction occupe des positions différentes.
Exemple: C3H8O
VII -3/ ISOMERIE DE CHAINE :
Des composés sont dits isomères de chaine s’ils ont même formule brute mais des chaines carbonées principales différentes.
Exemple: C4H10
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