Science et technologie s1575

La molécule

Une molécule est un regroupement d’au moins deux atomes qui sont unis par des liens chimiques.

On appelle liaison chimique un partage ou un échange d’électrons. Les deux types de liaisons chimiques qui peuvent unir les atomes sont les liaisons ioniques et les liaisons covalentes. Une molécule peut donc être formée d’un minimum de deux atomes, mais elle peut aussi contenir plusieurs milliers d’atomes.

Utilisons quelques exemples pour mieux comprendre la molécule. Prenons tout d’abord un atome de fer |\left(Fe\right)|. Comme cet atome est seul et n’est pas lié à aucun autre atome, on ne peut pas dire qu’il s’agit d’une molécule; c'est un atome.
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Par contre, le dioxygène |\left(O_{2}\right)| est une molécule puisqu'il est constitué de deux atomes d’oxygène attachés ensemble. Cette molécule fait aussi partie du groupe des éléments puisque les atomes qui la composent sont tous identiques. Le dioxygène |\left(O_{2}\right)| fait donc partie de deux groupes à la fois, les molécules et les éléments.
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Prenons maintenant l’alcool que l’on retrouve dans la bière |\left(CH_{3}CH_{2}OH\right)|. Cette particule est aussi une molécule puisqu’elle est constituée d’au moins deux atomes (elle en possède 9 en tout). De plus, cette molécule fait partie du groupe des composés puisqu’elle est formée de plus d’un type d’atomes. Elle possède en fait trois types d’atomes, soit le carbone (C, en gris), l’hydrogène (H, en blanc) et l’oxygène (O, en rouge).
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Il existe plusieurs façons de représenter les molécules. On peut par exemple utiliser le nom chimique, la formule moléculaire, la représentation selon la notation de Lewis, la formule structurale ou le modèle moléculaire. Le tableau suivant illustre toutes les méthodes permettant de représenter une molécule.

Nous utiliserons deux molécules différentes, l’une unie par des liens ioniques et l’autre unie par des liens covalents, tout cela pour mieux illustrer chacune des méthodes.

​Nom chimique
​Trichlorure d'aluminium
​Dioxyde de carbone
​Formule moléculaire
​|AlCl_{3}|​|CO_{2}|
Formule structurale
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​Notation de Lewis
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​Modèle moléculaire (selon Dalton)
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Le nom chimique utilise les mots pour nommer la molécule. Pour pouvoir l’utiliser, il faut connaître les règles de nomenclature.

La formule moléculaire utilise les symboles chimiques pour représenter la molécule. En utilisant les nombres en indices, il est ainsi facile de connaître combien d’atomes de chaque sorte compose la molécule.

La formule structurale utilise aussi les symboles chimiques, mais cette représentation a l’avantage de représenter le nombre de liaisons chimiques que l’on retrouve entre chaque atome.

La notation de Lewis, quant à elle, nous informe sur la façon dont les électrons sont utilisés et donc, sur le type de liaison qui forme la molécule. Comme pour la formule structurale, elle nous renseigne également sur le nombre d’atomes et le nombre de liens entre chaque atome. Par contre, cette représentation est plus longue à dessiner.

Le modèle moléculaire n’est ni plus ni moins qu’un dessin qui représente la façon dont on s’imagine l’atome (ou la molécule) si on le regardait au microscope. Par exemple, on pourrait demander un modèle moléculaire selon le modèle atomique de Dalton.  Dans ce cas, il faudrait représenter la molécule selon l’image que Dalton avait lorsqu'il a conçu son modèle atomique.

À partir de la formule |Ca\left(NO_{3}\right)_{2}|, il est possible de déterminer que cette molécule contient trois sortes d’atomes, soit le calcium |\left(Ca\right)|, l'azote |\left(N\right)| et l’oxygène |\left(O\right)|. Le nombre suivant la parenthèse nous indique toujours combien de fois le groupe d’atomes indiqué dans la parenthèse sera utilisé dans la molécule. On remarque donc que le groupe d’atomes |(NO_{3})| se retrouve deux fois dans la molécule puisque ces atomes se retrouvent entre parenthèses et que cette parenthèse est suivie du nombre 2. S'il fallait dénombrer le nombre d’atomes de chaque sorte dans cette molécule, il y aurait donc : 1 atome de calcium |(Ca)|, 2 atomes d’azote |(N)| et 6 atomes d’oxygène |(O)|. Cette formule ne nous informe cependant pas sur la façon dont les atomes sont distribués, c'est-à-dire liés entre eux.

Si on représente la molécule |Al_{2}O_{3}| avec la formule structurale, on obtient le schéma suivait:
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Elle nous informe aussi qu’il y a deux atomes d’aluminium |\left(Al_{2}\right)| pour trois atomes d’oxygène |\left(O_{3}\right)| dans la molécule.

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