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Médecine – Chirurgie dentaire – SNV Pharmacie( en partie) Destiné aux étudiants

Médecine – Chirurgie dentaire – SNV Pharmacie( en partie) Destiné aux étudiants de 1ère année Rédigé par Mr Abdallah AMMI-SAID Vous avez dit chimie !! Fini les soucis Ammi-Chimie Première édition 2014 Premier semestre www.facebook.com/ groups/ livresagronomieetbiologie www.facebook.com/ Livres-de-biologie-et-dagronomie-140108473168409 www.facebook.com/ hamouz.hamz Hamza 18 Sommaire Lettre à mes chers étudiants Chapitre I : Les constituants de l'atome 1- L’atome …………………………….…………………….…..2 2- Symbole d’un élément chimique ………..………………….…2 3- La molécule ……………………………..……………….……4 4- Isotopes et masse moyenne …………………..…………….....4 5- Unité de masse atomique (uma) et masse molaire ..……….….6 6- Applications………… …………………………….……..…….9 Chapitre II : Chimie quantique 1- Les nombres quantiques ..………………………………...…….14 a) Nombre quantique principal n ………...……...……………...…14 b) Nombre quantique secondaire (ou azimutal) l …………….........14 c) Nombre quantique tertiaire (ou magnétique) m……………..….15 d) Nombre quantique de spin ms……………………………....…..16 2- La fonction d’onde Ψnlm……………………………………….18 3- Structure électronique des atomes……….…………....……..….18 a) Règle de Klechkowski ……………………………………......18 b) Le principe d’exclusion de Pauli………………...…….………21 c) Règle de remplissage de Hund ………………………..….……21 www.facebook.com/ groups/ livresagronomieetbiologie d) Electrons appariés et électrons célibataires……...........………..22 e) Configuration (ou structure) électronique des atomes……...…..22 Applications ………………………………………………………..27 Chapitre III : Classification périodique 1- Tableau périodique ……………………..………………………30 a) La découverte des éléments chimiques……….……….………..30 b) Tableau périodique de Mendeleïev..………...……….…………30 c) présentation du tableau périodique………………………….…..32 d) Couche de valence………………………………………...…….32 e) Électrons de valence……......................................………….….33 f) Période et groupe d’un élément chimique……………..………..33 g) Quelques définitions ………………………………...……….…35 2- Familles des éléments chimiques ….…………...……….……35 3- Ion plus stable d’un élément chimique ..………………..………36 a) Cas des éléments du bloc s……....…………...……………..…..37 b) Cas des éléments du bloc p…………...……………..………….37 c) Cas des éléments du bloc d……………...………………...……38 4- Périodicité des propriétés physico-chimiques des éléments…....40 a) Le rayon atomique (r)……………………………...……..….41 b) L’énergie d’ionisation (E.I)……………………...……….…….42 c) Affinité électronique (A.E) …………………………….............44 d) Électronégativité (noté χ (ksi) ou E.N)…………………....…..44 e) Echelles de l’électronégativité…………………………………44 f) Caractère métallique ………………………………….…….…..46 Applications ………………………………………………..………48 Chapitre IV : Liaisons chimiques 1- Définition…………………………………………..…….……..53 2- Nature de la liaison………………………………………..…….53 a) La liaison ionique…………………………………………….....53 b) La liaison covalente……...……………………………...…....…54 3- Le moment dipolaire…………………………………………….54 4- Caractère ionique d’une liaison δ.................................................55 5- Représentation des molécules et diagramme de Lewis……....58 a) Règles d’écriture du diagramme de Lewis……………………...58 b) Règle de l’octet ………………………………………………...63 6- Hybridation………………………………………………….….64 a) Théorie de l’hybridation………………………..………….……65 b) Types d’hybridation………………………………………….....66 c) Calcul de l’hybridation d’un atome dans une molécule…….…..67 d) Molécule plane……………………………………………...…..69 7- Recouvrement des orbitales atomiques……………………..….70 a) Liaison sigma (σ)………………………………….………...…70 b) Liaison pi (π)………………………………………………..…70 8- Géométrie des molécules(méthode de Gillespie où SEPR)….....72 9- Liaisons de Van Der Waals…………………..………….……..74 a) Liaison hydrogène ………………………………...……..……..74 b) Liaisons ou interactions de Keesom…………………...………..79 c) Liaisons ou interactions de Debye …………………………..…79 d) Liaisons ou interactions de London………………………….....80 Application ……………….………………………………………..80 Chapitre V : Effets électroniques 1- Introduction…………...…..………………………..…………..83 2- Effet inductif…………...…..…………………………..………83 3- Effet mésomère …………….……………………………….....84 4- Mésomérie et formes limites….……………….………………85 5- Electrons délocalisés………………..………………..........…92 6- Application des effets électroniques ..…………………...…..93 a) L’acidité………………………………….……………………..93 b) La basicité ……………………………...…….………………...97 Applications………………………………………….……………..98 Chapitre VI : Nomenclature 1- Structure générale du nom d’une molécule……...………..……101 2- Les alcanes……………………………………………………...101 3- Fonctionnes organiques…………………………...………………103 4- Classement des Principales fonctions organiques……….………..104 5- Quelques règles générales………………………………...………107 Applications………………………………………………...…..….111 Chapitre VII : Stéréochimie ou stéréoisomérie 1- C’est quoi les isomères ?..............................................................120 2- Les trois types d’isomérie ……………………….....………….120 a) Isomérie plane ou de constitution ……………………..…...…..120 b) Isomérie optique ……………………………………….....…..121 b-1) Comment trouver la configuration d’un carbone asymétrique ?.....................................................................................125 b-2) Activité optique et chiralité d’une molécule ……………….…128 b-3) Enantiomères et diastéréoisomères…………………...………130 b-4) Représentation des molécules selon Fischer et Newman…...131 b-5) Représentation de Newman……………………………..……132 b-6) Passage de Newman à Cram………………….………………133 b-7) Représentation de Fischer……………….…………………...135 b-8) Passage de Fisher à Cram………………..…………………...136 b-9) Passage de Cram à Fischer……………….………………..….138 b-10) Passage de Fisher à Newman…………………..……….....139 b-11) Passage de Newman à Fisher…………………..……...…..140 c) Isomérie géométrique……..………………………………....141 3- Nombre de stéréoisomères………………………..……...…..143 Applications…………………………..………………………….144 Lettre à mes chers étudiants بسم ه الرحمن الرحيم و الصاΓ و الساϡ عϠى النΒي الكريم " "و ما توفيقي إا باه Chers et adorables étudiants, C’est avec un immense plaisir que je mets à votre disposition ce modeste livre qui est le résultat d’une dizaine d’années d’expérience consacrées à l’enseignement de la chimie aux étudiants de première année. Ce livre est rédigé avec un français simple et présente un cours détaillé du programme du premier semestre avec beaucoup d’exemples, d’astuces, de remarques et avec certains conseils afin d’éviter les erreurs aux examens !! Je pense que si un étudiant lit ce cours attentivement et essaye de faire ses exercices tout seul avant de voir leurs réponses puis applique ses séries de TD et s’exerce aux sujets d’examen, ceci lui permettra d’avoir une très bonne note en examen du premier semestre. C’est promis !!! Pour le mérite de chaque copie électronique ou en papier, je vous invite à virer dans mon compte CCP la somme symbolique de 200 DA Ammi said Abdallah, CCP n° 498963 clé 60 Si vous avez payé une copie électronique vous avez le droit de l’imprimer mais juste pour vous c’est tout !! Je sais que vous êtes honnête et que vous craignez dieu qui vous contrôle !! Pour d’éventuelles questions contactez-moi sur ma page fb : ammi-chimie https://www.facebook.com/ammi.chimie?fref=ts Salam et bon courage Mr Abdallah AMMI SAID https:/ / www.facebook.com/ hamouz .hamz?ref=ts&fref=ts ﻻﺗﻧﺳوﻧﺎ ﻣن ﺻﺎﻟﺢ دﻋﺎﺋﻛم أدﻋوا ﻟﻠواﻟد ﺑﺎﻟرﺣﻣﺔ و اﻟواﻟدة ﺑطول اﻟﻌﻣر واﻟﺻﺣﺔ Groupe facebook ; Livres de biologie et d'agronomie...ﻛﺗب اﻟﺑﯾوﻟوﺟﯾﺎ و اﻟزراﻋﺔ Chapitre I : les constituants de l’atome livre ammi-chimie de Abdallah AMMI SAID 1 Chapitre I : les constituants de l’atome Chapitre I : les constituants de l’atome livre ammi-chimie de Abdallah AMMI SAID 2 1. L’atome L’atome est constitué d’un noyau chargé positif qui est plongé dans un nuage d’électrons chargés négativement. Le noyau est composé de protons et de neutrons (appelés nucléons ou constituants du noyau) . Les protons sont chargés positifs et les neutrons sont neutres. Electron Proton Neutron Astuce !!! Les protons sont de charge positive Les neutrons sont de charge neutre Le tableau suivant donne les informations des trois particules fondamentales de l’atome Particule Symbole Masse (en Kg) Charge (en C) Proton p 1,6726 10-27 + 1,6O22 10-19 Neutron n 1,6749 10-27 0 Electron e- 9,1095.10-31 - 1,6022 10-19 La charge de l’électron = la charge du proton = e = 1,6 10-19 C 2. Symbole d’un élément chimique A chaque élément chimique on lui associe un symbole composé de 1à 2 lettres. Le nom de l’élément provient généralement du latin. Exemple H : Hydrogène ; Na : Sodium ; Cl : Chlore ; O : Oxygène Un élément chimique est représenté par le symbole : �� A : Appelé le nombre de masse car sa valeur est l’approximation de la masse de l’atome. Il représente le nombre de protons et de neutrons (appelés nucléons) A = nombre de protons + nombre de neutrons Chapitre I : les constituants de l’atome livre ammi-chimie de Abdallah AMMI SAID 3 Z : Appelé le numéro atomique car chaque atome possède son propre numéro Z. Z = nombre de protons On peut ainsi déduire que le nombre de neutrons = A-Z q : est la charge totale portée par l’élément. En réalité cette valeur est le signe de la charge totale portée par l’ion. Prenons l’exemple de 2He2+ qui représente le noyau de l’hélium dont sa charge provient de celle des deux protons ! Donc on devrait écrire ��ଶ+� mais on écrit juste He2+. C’est le même cas pour O2-e qui s’écrit tout simplement O2- Exemple L’atome 3L i possède 3 protons ( car Z = 3 ) et porte une charge nulle (q= 0), donc la charge totale est nulle !! Cela signifie que les charges positives des protons et celles négatives des électrons s’annulent entre elles. 3 protons + 3 électrons ou 3 + 3 = 0 Conclusion Pour un atome ( q = 0 ) on a le nombre d’électrons = le nombre de protons = Z Question : Trouver le nombre d’électrons pour 13Al3+ ? Z = 13 = 13 protons = 13 q = 3+ = 13 protons + x électrons = 13 + x Le nombre de protons est fixe (car il s’agit du noyau qu’on ne peut toucher que par une réaction nucléaire !!!!), et le nombre d’électrons peut varier. q = 3+ , cela signifie qu’on a un excès de 3 protons par rapport aux électrons ou bien un nombre d’électrons qui est inférieur à celui des protons de trois ! On trouve ainsi x = 10, donc on a 10 électrons Astuce !!! Le nombre d’électrons peut être calculé par la formule : Un atome est électriquement neutre car la somme des charges est nulle, donc q=0, et si q≠0 il s’agit d’un ion. x = Z – q Chapitre I : les constituants de l’atome livre ammi-chimie de Abdallah AMMI SAID 4  Si q > 0 on parle de cation (exp : 11Na+ ), ici l’ion sodium Na+ possède 11 protons et 10 électrons (x = 11 – 1 = 10 )  Et si q < 0 on parle d’anion ( exp : 17Cl- ) ici l’ion Cl- possède 17 protons et 18 électrons (x = 17 – (-1 )= 18 ) Astuce ! Pour se rappeler : anion c’est négatif Question : quelle est la différence entre atome et nucléide ? Réponse : Tout simplement le uploads/Ingenierie_Lourd/ chimie-s1-pdf.pdf