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Matières et matériaux
Partie 1 présentation

I) Les métaux

Un métal est un corps simple, brillant, bon conducteur électrique et thermique. À l’état solide ils se présente sous forme de cristaux.

II) Représentations des molécules organiques

Pour représenter les molécules organiques on utilise différents modèles :
Formule brute
Elle donne la composition de la molécule. Exemple :
C4H10 on 4 atomes de carbone, 10 atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.

Formule développée
Elle donne l’enchaînement des atomes (qui est relié à qui)
Toujours avec C4H10 on a :
ou Formule semi-développée Elle montre l’enchaînent des atomes sauf entre l’hydrogène et l’atome à qui il est relié. Toujours avec C4H10 on a :
ou Formule de Lewis:
Le modèle de Lewis est une représentation en deux dimensions d’une espèce chimique.:
Elle montre les liaisons entre les atomes (doublets liants) et les doublets non liants mais elle ne donne pas d’information sur la géométrie de la molécule.:

Représentation de Cram:
Cette représentation fait apparaître les liaisons en perspective, elle est utilisée pour déterminer la stéréochimie des carbones asymétriques.:

Formule topologique
La formule topologique d’une molécule correspond à une représentation simplifiée de sa structure. Elle utilise les conventions suivantes :
- les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène qui leur sont liés ne sont pas représentés
- la chaîne carbonée, disposée en zigzag, est représentée par une ligne brisée
- par convention, un atome de carbone se trouve à chaque sommet de cette ligne brisée et porte autant d’atomes d’hydrogène que nécessaire pour respecter la règle de l’octet. Chaque segment de cette ligne brisée représente donc une liaison carbone-carbone dont la nature (simple ou multiple) est précisée
- les atomes, autres que C et H, sont représentés par leur symbole chimique, ainsi que les atomes d’hydrogène qu’ils portent. Les groupes caractéristiques sont représentés de façon semi-développée.

III) Fonction et groupe en chimie organiques

IV Interaction intermoléculaire

Les solides moléculaires sont constitués de molécule, leurs cohésion est dû soit :
- à des liaisons hydrogène
- soit à des interactions de Van der Waals
Les liaisons hydrogènes
Les liaisons hydrogènes se forment entre un atome d’hydrogène et le doublet non-liant d’un autre atome.
Ces liaisons sont moins fortes que les liaisons covalentes.

Exemples :
La molécule d’acide éthanoïque peut former des liaisons hydrogène.



Remarque : l’eau (à l’état liquide ou solide) forme des liaisons hydrogène, ce qui explique la « peau de l’eau », son point d’ébullition élevé pour une molécule si légère et pourquoi la glace flotte sur l’eau liquide. Les interactions de Van der Waals
Autour d’un atome isolé le cortège électronique est uniformément réparti.
Dans un solide, les interactions électrostatiques déforme le cortège électronique et des charges partielles apparaissent.
Ces charges provoquent des interactions attractives entre les atomes qui sont appelées interactions Van der Waals.



Ces interactions sont moins fortes que les liaisons hydrogènes et sont présentes dans tous les types de solides.
Ces interactions expliquent entre autres choses pourquoi les geckos peuvent s’accrocher aux feuilles.

V) Matière plastique

Le mot « polymère » vient du grec : « polus » = plusieurs et « meros » partie.
Le polymère est une molécule géante constituée par des unités structurable petite nommé monomère liée par des liaisons covalentes.
Par exemple le polyéthylène : est constitué d’une suite de molécule d’éthylène Propriétés thermiques et électriques
Les plastiques ont une stabilité thermique bien plus faible que celle des métaux, ce qui en fait, de manière générale, de bons isolants électriques.

Faible masse volumique
Le plastique est donc très facilement manipulable et permet une construction légère.

Apparence
Le plastique est un matériau très versatile. Il peut être transparent, translucide ou même opaque, ce qui permet un grand éventail d’utilisations, notamment pour des raisons marketing.

Comportement mécanique
Les propriétés mécaniques des matières plastiques sont sûrement son avantage principal. Elles lui offrent une résistance aux chocs très élevée.

Résistance aux agents chimiques
La plupart des types de plastiques résistent aux acides faibles ou encore aux solutions salines, ce qui en fait un excellent matériau de protection.
Il existe tellement de propriétés attribuées au plastique qu’il est parfois compliqué de savoir quel type est le plus adapté pour un usage concret. Si votre entreprise a besoin d’utiliser ce matériau, il est essentiel de vous adresser à un spécialiste du plastique.

Exemple de type de polymères :

VI) Céramique

Les céramiques sont des minéraux non métalliques (argile, ...) subi une transformation physico-chimique irréversible au cours d’une cuisson à température élevée. Elles s’apparente aux verres car leurs structures est amorphes (non cristallines)


Exercice 1 Dessiner la formule topologique des molécules ci-dessous :


Exercice 2
Dessiner la formule semi-développée des molécules ci-dessous :


Exercice 3 Quelle est la représentation correcte de la liaison hydrogène entre deux molécules de HF ?

Exercice 4
Représenter la liaison hydrogène entre deux molécules d’acide méthanoïques.



Exercice 5


Exercice 6
Une molécule est composé de 3 atomes de carbone, 6 atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène.
1) Donner la formule brute.
2) Donner deux formules semi-développées possibles.
3) Donner les formules topologiques des formules semi-développées précédentes.

1) C3H6O
2)


3)