Formule et représentation d'une espèce chimique
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- 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.
- 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.
- Molécules, familles fonctionnelles esters, amines, amides, halogénoalcanes
- Formules brute, développée et semi-développée
On indique le symbole des éléments chimiques, et en indice, le nombre d’atomes de chacun de ces éléments.
| Eau | Éthanol | Butane |
| H2O | C2H6O | C4H10 |
| Eau | Éthanol | Butane |
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Lorsqu’il n’y a pas de liaison C — H dans une molécule, la formule semi-développée correspond à la formule développée.
| Eau | Éthanol | Butane |
| H — O — H | CH3 — CH2 — OH | CH3 — CH2 — CH2 — CH3 |
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.
Lorsqu’il n’y a pas de carbone dans la molécule, la formule topologique correspond à la formule développée.
| Eau | Éthanol | Butane | Propène | |
| Formule semi-développée | H — O — H | CH3 — CH2 — OH | CH3 — CH2 — CH2 — CH3 |
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| Formule topologique | H — O — H |
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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).
| Méthane | Éthane | 2-méthylpropane |
| CH3 | CH3 — CH3 |
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Un squelette carboné est dit « insaturé » si les carbones C qui le constituent sont liés entre eux par des liaisons multiples (double ou triple).
| Éthyne | Éthène | 2-méthylpropène |
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| Propan-1-ol | Pentane |
| CH3 — CH2 — CH2 — OH | CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3 |
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.
| 2-méthylpropan-1-ol | 3,4-diéthylhexane |
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| Le deuxième atome de carbone du squelette carboné est lié à trois autres atomes de carbone. | Il y a deux ramifications dans cette molécule. |
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 ».
Un squelette carboné cyclique peut être saturé ou insaturé.
| Cyclohexane | Cyclohexène | Cyclopentane |
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Il existe plusieurs types d’isomérie de constitution.
Les isomères de chaine diffèrent par leur chaine carbonée.
| Butane | 2-méthylpropane |
| CH3 — CH2 — CH2 — CH3 |
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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.
| Propan-1-ol | Propan-2-ol |
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Les isomères de nature de fonction ne portent pas le même groupe fonctionnel.
| Butanone | Butanal |
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