De la structure aux propriétés : Les alcanes et les alcools - Physique Chimie - 1ère S

De la structure aux propriétés : Les alcanes et les alcools - Physique Chimie - 1ère S

Découvrez un cours de Physique Chimie niveau Première S, rédigé par un professeur, consacré aux alcanes et alcools.

Ce chapitre fait appel aux notions de Chimie Organique, à la composition et l'arragement des atomes dans l'espace. Après avoir présenté la nomenclature des alcanes et des alcools, vous parlerez des évolutions des températures et des changements d'état selon les familles. Puis, nous verrez une méthode expérimentale sur la séparation des composés chimiques, nommée la distillation. Grâce à ce cours gratuit de physique chimie, vous serez capable de reconnaître une chaîne linéaire, ramifiée ou cyclique, de nommer un alcane et un alcool, de donner les formules semi-développées correspondant à une formule brute donnée dans le cas de molécules simples...

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De la structure aux propriétés : Les alcanes et les alcools - Physique Chimie - 1ère S

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RECONNAITRE UNE CHAINE CARBONEE LINEAIRE, RAMIFIEE OU CYCLIQUE

L’atome de carbone peut se lier à d’autres atomes de carbone formant ainsi des chaînes carbonées, elles-mêmes constituant le squelette d’une molécule organique.

La chaîne carbonée peut être classée en trois catégories :

  • en chaîne carbonée linéaire, si les atomes de carbone sont liés les uns à la suite des autres, c’est-à-dire liés à un ou à deux atomes de carbone au plus, sans former de cycle
  • en chaîne carbonée ramifiée, si parmi les atomes de carbone lié les uns aux autres, au moins un est lié à trois ou quatre atomes de carbone
  • en chaîne carbonée cyclique, si l’enchaînement des atomes de carbone est fermé sur lui-même

[...]


DONNER LES FORMULES TOPOLOGIQUES CORRESPONDANT A UNE FORMULE BRUTE DONNEE DANS LE CAS DE MOLECULES SIMPLES

Montrer qu’avec six atomes de carbone, la molécule de formule brute C6H14 possède cinq isomères et dire quel type de chaîne carbonée lui est associé :

[...]


NOMMER UN ALCANE

Tout d’abord, un hydrocarbure est une molécule constituée uniquement d’atomes de carbone et d’atomes d’hydrogène. Un alcane est donc un hydrocarbure, dit saturé, car ces différents atomes sont tous liés par des liaisons covalentes simples.

Un alcane peut présenter une chaîne linéaire ou une chaîne ramifiée de formule brute générale : CnH2n+2 où n est un entier supérieur ou égal à 1. Il existe bien sur des cyclanes, qui sont des hydrocarbures ne comportant qu’un seul cycle, dont la formule brute générale est CnH2n pour n supérieur ou égal à 3.

[...]


NOMMER UN ALCOOL

Tout d’abord, un alcool est une molécule organique constituée d’atomes de carbone et d’atomes d’hydrogène liés par des liaisons covalentes simples et d’un groupe caractéristique (nommé aussi groupe fonctionnel) appelé hydroxyle, noté – OH. Ce groupe est fixé sur un atome de carbone tétragonal, lié à aucun autre groupe caractéristique, ni engagé dans une double et triple liaison.

Un alcool peut présenter une chaîne linéaire ou une chaîne ramifiée de formule brute générale : CnH2n+2O où n est un entier supérieur ou égal à 1. 

[...]


INTERPRETER L’EVOLUTION DES TEMPERATURES DE CHANGEMENT D’ETAT AU SEIN D’UNE FAMILLE DE COMPOSES 

Au sein d’une même famille de composés, les températures de changement d’état :

  • augmentent avec la longueur de la chaîne principale carbonée
  • diminuent pour un même nombre d’atomes de carbone mais pour un nombre de ramification qui augmente


Cela s’explique par le fait que lorsque les interactions de Van Der Waals sont d’autant plus importantes, notamment quand le nombre d’atome de carbone est élevé, il faut augmenter la température pour casser ces interactions.

Et plus la chaine est ramifiée et moins les molécules peuvent se rapprocher, ainsi les interactions de Van Der Waals sont moins importantes et les températures diminuent.

[...]


INTERPRETER L’EVOLUTION DES TEMPERATURES DE CHANGEMENT D’ETAT ENTRE LES ALCANES ET LES ALCOOLS

Un alcane a des températures de changement d’état plus faibles qu’un alcool possédant la même chaine carbonée.

En effet, ce qui les distingue c’est la présence des interactions par liaisons hydrogène qui peuvent se produire entre les molécules d’alcool et non dans les molécules d’alcane.

[...]


INTERPRETER LA PLUS OU MOINS GRANDE MISCIBILITE DES ALCOOLS AVEC L’EAU

La miscibilité caractérise la capacité de deux liquides différents à se mélanger.

  • La miscibilité entre les molécules d’alcool et l’eau est totale pour les trois premiers alcools, méthanol, éthanol et propanol. Car la présence du groupe hydroxyle (-OH) sur la molécule d’alcool forme une liaison hydrogène avec les molécules d’eau
  • Par contre la miscibilité est nulle entre l’eau et les molécules d’alcool contenant plus de 10 atomes de carbone. Car la présence de la chaîne carbonée de la molécule d’alcool n’a pas d’affinité avec la molécule d’eau, ainsi plus la chaîne carbonée est longue et plus la solubilité diminue.


Ainsi, nous pouvons dire que la miscibilité entre les molécules d’alcool et l’eau

  • diminue quand la longueur de la chaine carbonée principale augmente
  • augmente pour un même nombre d’atomes de carbone mais pour un nombre de ramification qui augmente

[...]


REALISER UNE DISTILLATION FRACTIONNEE 

La distillation fractionnée permet de séparer des espèces chimiques miscibles constituant une solution homogène à condition que leurs températures d’ébullition soient suffisamment distinctes.

[...]

Fin de l'extrait

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