Les molécules organiques

Les molécules organiques

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Cours de chimie – niveau classe de première S – partie « Couleurs et images – Matières colorées » (structure et propriétés de la matière)

  1. Définition actuelle
  2. Définition historique
  3. Reconnaître une espèce chimique organique
  4. Composition d’une espèce organique
  5. Chimie organique et chimie minérale
  6. Les différentes sortes d’espèces chimiques organiques
  7. Représentation des molécules organiques
  8. Combustion des molécules organiques

Définition actuelle

Une molécule est dite organique si elle composée essentiellement d’atomes de carbone et d’hydrogène.

Les atomes de carbone y forment la chaîne principale, ils sont liés aux hydrogène et éventuellement à d’autres atomes (souvent l’oxygène, l’azote, ou des halogènes) qui constituent des fonctions chimiques (hydroxyle, carbonyle, esther etc)

Remarques

  • Toute espèce chimique contient nécessairement du carbone.
  • Les hydrogènes y sont extrêmement fréquents mais il arrive qu’ils soient totalement absents.

Cas particuliers

Bien qu’elles comportent du carbone les espèces chimiques suivantes ne sont pas considérées comme organiques:

  • le carbone pur (graphite, diamant, fullrène…)
  • le dioxyde de carbone CO2
  • le monoxyde de carbone CO
  • le carbonate CO32-
  • l’hydrogénocarbonate HCO3–
  • le dihydrogénocarbonate H2CO3
  • les ions carbures C22-
  • l’acide cyanhydrique HCN
  • le cyanure CN

La quasi majorité des espèces chimiques organiques comportent de l’hydrogène mais dans quelques cas, notamment chez les composés halogénés, il est possible qu’il n’y en ait aucun.

Exemples: le tétrachloroéthane CCl4, tetrachloroèthylene C2Cl4

Définition historique

À l’origine les espèces chimiques étaient considérées comme organiques si elles étaient produites uniquement par des êtres vivants. Il était alors admis que leur obtention nécessitait une “énergie vitale” présente seulement chez les plantes et animaux. Cette croyance fut progressivement abandonnée à partir de 1828 lorsque le chimiste allemand Frederik Whöler réalise la première synthèse d’une espèce organique (l’urée) avec des réactifs minéraux.

Reconnaître une espèce chimique organique

Il est possible de distinguer une espèce organique à partir de sa composition, il suffit de vérifier qu’elle comporte du carbone et qu’elle ne figure pas dans la liste des exceptions.

Composition d’une espèce organique

Par définition elle comporte toujours du carbone et souvent de l’hydrogène.
En raison de la possible présence de fonctions chimiques il est aussi possible d’y trouver les éléments chimiques suivants (par ordre décroissant de fréquence) :

  • oxygène, il est présent dans les alcools, cétones, aldéhydes, acides carboxyliques, esther, éthers, amide
  • l’azote, on le trouve dans les amines (en particulier dans les acides aminés et les protéines) ainsi que dans les amides
  • les halogènes (fluor, chlore, brome, iode) dans les composés halogénés
  • le soufre dans les thioles

Chimie organique et chimie minérale

Les espèces chimiques sont divisées en deux grandes catégories : minérale ou organique
Toute espèces non organique est minérale et inversement toute espèce non minérale est organique. Si le domaine de la chimie organique est assez clairement délimité (c’est la chimie des composés du carbone), celui de la chimie minérale à des contours plus flous puisqu’il concerne tout le reste:

  • les espèces moléculaires non carbonées comme l’eau, le dioxygène
  • les espèces monoatomiques comme les gaz nobles
  • les métaux et leurs alliages
  • les céramiques

Etc

Les différentes sortes d’espèces chimiques organiques

Les espèces organiques classées en différentes familles selon les fonctions chimiques qu’elles portent.
Les principales sont les suivantes:

  • les alcanes
  • les alcènes
  • les alcynes
  • les alcools
  • les cétones
  • les aldéhydes
  • les acides carboxyliques
  • les esthète
  • les éthers
  • les amines
  • les amides
  • les composés halogénés

Représentation des molécules organiques

Comme toute espèce chimique elles peuvent être représentées par une formule brute, une formule développée ou semi-développée cependant la représentation la mieux adaptée à leur structure est la formule topologique ( elle simplifie la notation de la chaîne carbonée tout en mettant en évidence les fonctions chimiques)

Combustion des molécules organiques

La plupart des espèces organiques sont combustibles, elles peuvent subir une une oxydation fortement exothermique en présence d’un comburant.

En raison de la présence systématique de carbone dans les espèces organiques leur combustion dans le dioxygène produit toujours du dioxyde de carbone CO2 (combustion complète) ou du monoxyde de carbone (combustion incomplète).
Leurs hydrogènes se combinent avec l’oxygène pour former de l’eau.
Si elle comporte de l’azote alors il se forme des oxydes d’azote, s’il y a du soufre alors il se forme des oxydes de soufre.

 

Notions de seconde à réviser

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