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cours chimie organique 1

La chimie organique représente la partie la plus importante de la chimie du carbone. L’étude de l’élément « carbone » (à l’état pur dans le diamant, et présent à plus de 99 % dans le charbon ou le graphite) et celle d’autres composés comme les carbures métalliques représentent la partie dite inorganique ou minérale de la chimie de cet élément. L’adjectif « organique » (provenant de la vie) a une origine historique puisque la première molécule synthétisée, l’urée, était d’origine naturelle (Frédéric Wölher, 1840).

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Les éléments présents 
Dans les éléments présents il y a bien évidement le carbone, mais à côté de celui-ci de nombreux autres atomes peuvent intervenir dans une molécule organique : l’hydrogène presque toujours présent, l’azote, l’oxygène, le phosphore, les halogènes (fluor, chlore, brome, iode), les métaux (Mg, Cu, Li…) et plus généralement tous les autres éléments du tableau périodique à l’exception des gaz rares. b) L’aspect structural Sur le plan des enchaînements, le carbone peut se lier avec la plupart des atomes de la classification périodique. 

Il existe en particulier la possibilité de liaisons carbone-carbone par l’intermédiaire de liaisons simples, doubles ou triples qui peuvent mener à de longues chaînes comme le montrent les quelques exemples ci-dessous. La géométrie de la molécule peut également varier suivant que l’atome de carbone est engagé dans une simple, double ou triple liaison (fig. 1.1)1. Une molécule organique s’écrira donc sous la forme CxHyNt Oz…, (x, y, z, t nombres entiers). Une telle description porte le nom de formule brute. Ajoutons qu’en chimie organique, les atomes autres que le carbone et l’hydrogène portent le nom d’hétéroatomes

Les isomères 
Les molécules qui ont en commun une même formule brute sont des molécules isomères. Elles diffèrent entre elles par leurs formules développées. Il existe trois grands types d’isoméries : isoméries structurales, isoméries planes géométriques et isoméries stériques (stéréoisoméries).

La chromatographie 
Les composés à séparer sont adsorbés plus ou moins fortement par une substance poreuse telle que l’alumine, la silice ou la cellulose. Les différentes molécules constituant le mélange initial seront, selon leur structure, plus ou moins rapidement entraînées sur ces supports par un gaz (chromatographie en phase gazeuse) ou par un liquide (chromatographie sur plaque, chromatographie sur colonne, HPLC1)

Les isoméries structurales 
Les isomères structuraux se différencient par la nature des liaisons qui assemblent les différents atomes dans leurs molécules. On distingue pour ce type d’isomérie, les isomères de chaîne, de position ou de fonction. 

L’isomérie de chaîne
Les isomères de chaîne diffèrent entre eux par l’assemblage des atomes de carbone qui forment ce qu’on nomme la chaîne carbonée ou le squelette carboné de la molécule. Les fonctions qu’ils portent sont identiques et en nombre égal. Les propriétés chimiques de ces isomères sont très proches.