Fiche de cours

Formule et représentation d'une espèce chimique

Lycée   >   Terminale   >   Physique Chimie   >   Formule et représentation d'une espèce chimique

  • Fiche de cours
  • Quiz et exercices
  • Vidéos et podcasts
Objectifs
  • Identifier des formules développées, semi-développées et topologiques.
  • Identifier la structure d’une molécule (squelette carboné saturé ou insaturé, squelette carboné linéaire, ramifié ou cyclique).
  • Définir et identifier des isomères de constitution.
Points clés
  • Des isomères de constitution ont la même formule brute mais ont des formules développées (ou semi-développées) différentes.
  • La formule topologique est une écriture très simplifiée d’une molécule dans laquelle les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène liés aux atomes de carbone ne sont pas représentés. Les liaisons sont représentées par des traits obliques.
Pour bien comprendre
  • Molécules, familles fonctionnelles esters, amines, amides, halogénoalcanes
  • Formules brute, développée et semi-développée
1. La formule d'une molécule
a. Formule brute
La formule brute d’une molécule indique le nombre et le type d’atomes dans la molécule. Elle ne donne pas d’information sur l’enchainement des atomes.

On indique le symbole des éléments chimiques, et en indice, le nombre d’atomes de chacun de ces éléments.

Exemples 
Eau Éthanol Butane
H2O C2H6O C4H10
b. Formule développée
La formule développée est une forme dans laquelle toutes les liaisons entre les atomes sont représentées. Elle indique l’enchainement des atomes.
Exemples 
Eau Éthanol Butane


c. Formule semi-développée
La formule semi-développée est plus concise que la formule développée. C’est une forme dans laquelle toutes les liaisons entre les atomes sont représentées à l’exception des liaisons carbone-hydrogène qui sont représentées sous la forme CHn avec n le nombre d’atomes d’hydrogène.
Remarque
Lorsqu’il n’y a pas de liaison C — H dans une molécule, la formule semi-développée correspond à la formule développée.
Exemples
Eau Éthanol Butane
H — O — H  CH3 — CH2 — OH CH3 — CH2 — CH2 — CH3
d. Formule topologique
La formule topologique est une écriture très simplifiée d’une molécule. Les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène liés aux atomes de carbone ne sont pas représentés. Par contre, les autres atomes ainsi que les hydrogènes qu’ils portent sont représentés.

Les liaisons carbone-carbone sont représentées par des segments. Les doubles liaisons sont représentées par des doubles segments. La chaine carbonée est représentée par des segments obliques.

Remarque
Lorsqu’il n’y a pas de carbone dans la molécule, la formule topologique correspond à la formule développée.
Exemples
  Eau Éthanol Butane Propène
Formule semi-développée H — O — H CH3 — CH2 — OH  CH3 — CH2 — CH2 — CH3
Formule topologique H — O — H
2. La structure d'une molécule
Le squelette carboné d’une molécule (ou chaine carbonée) correspond à l’enchainement des atomes de carbone C qui la constituent.
a. Squelette carboné saturé ou insaturé
Squelette carboné saturé

Le squelette carboné est dit « saturé » si les carbones C qui constituent ce squelette sont liés entre eux par des liaisons simples. Seuls les hydrocarbures sont concernés (molécules constituées d’atomes de carbone C et d’hydrogène H).

Exemples
Méthane Éthane 2-méthylpropane
CH3 CH3 — CH3
Squelette carboné insaturé

Un squelette carboné est dit « insaturé » si les carbones C qui le constituent sont liés entre eux par des liaisons multiples (double ou triple).

Exemples
Éthyne Éthène 2-méthylpropène
b. Squelette carboné linéaire, ramifié ou cyclique
Squelette carboné linéaire
Un squelette carboné est dit « linéaire » si tous les atomes de carbone C ne sont liés qu’à un seul ou deux autres atomes de carbone.
Exemples
Propan-1-ol Pentane
 CH3 — CH2 — CH2 — OH  CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3
Squelette carboné ramifié

Un squelette carboné est dit « ramifié » si au moins un des atomes de carbone C est lié à plus de deux autres atomes de carbone.

Exemples
2-méthylpropan-1-ol 3,4-diéthylhexane
Le deuxième atome de carbone du squelette carboné est lié à trois autres atomes de carbone. Il y a deux ramifications dans cette molécule.
Squelette carboné cyclique

Un squelette carboné est dit « cyclique » si les atomes de carbone C situés aux deux extrémités de la chaine carbonée se rejoignent pour former « un cycle ».

Remarque
Un squelette carboné cyclique peut être saturé ou insaturé.
Exemples
Cyclohexane Cyclohexène Cyclopentane
3. Les isomères de constitution
a. Définition
Des isomères de constitution ont la même formule brute mais ont des formules développées (ou semi-développées) différentes.

Il existe plusieurs types d’isomérie de constitution.

b. Isomérie de chaine

Les isomères de chaine diffèrent par leur chaine carbonée.

Exemples
Butane 2-méthylpropane
 CH3 — CH2 — CH2 — CH3
Ce sont des isomères de chaine car ils ont la même formule brute C4H10 mais pas la même chaine carbonée.
c. Isomérie de position de fonction

Les isomères de position de fonction ont la même chaine carbonée et portent le même groupe fonctionnel. Ce dernier ne se situe pas au même endroit dans la chaine carbonée pour ces isomères.

Exemples
Propan-1-ol Propan-2-ol
Ce sont des isomères de position de fonction car ils ont la même formule brute C3H8O mais le groupe fonctionnel alcool (OH) n’est pas porté par le même carbone.
d. Isomérie de nature de fonction

Les isomères de nature de fonction ne portent pas le même groupe fonctionnel.

Exemples
Butanone Butanal
Ce sont des isomères de nature de fonction car ils ont la même formule brute C4H8O mais ils ne portent pas le même groupe fonctionnel. Ils appartiennent à deux familles distinctes : la butanone est une cétone car le groupe carbonyle est en milieu de chaine et le butanal est un aldéhyde car le groupe carboxyle est en bout de chaine.

Évalue ce cours !

 

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

 

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

 

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

 

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

 

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

Fiches de cours les plus recherchées

Physique Chimie

Les polymères

Physique Chimie

Optimiser une synthèse chimique

Physique Chimie

Identifier la catégorie d'une réaction chimique

Physique Chimie

Réaliser une synthèse pour modifier le groupe caractéristique d'une molécule

Physique Chimie

Exploiter les vecteurs position, vitesse et accélération

Physique Chimie

Réaliser et exploiter une chronophotographie, déterminer les vecteurs vitesse et accélération

Physique Chimie

Utiliser la deuxième loi de Newton

Physique Chimie

Étudier un mouvement dans un accélérateur de particules

Physique Chimie

Exploiter une vidéo - Équations horaires et évolution des énergies

Physique Chimie

Exploiter la poussée d'Archimède