CHIMIE ORGANIQUE GENERALE

CHIMIE ORGANIQUE GENERALE

Chapitre  1

GENERALITES ET NOMENCLATURE

A – GENERALITES

La chimie organique est la chimie des composés du C.

Elle concerne donc une infinité de domaines : protéines, sucres, graisses, pétrole, plastiques, colorants, détergents, pharmacologie,.....

Cette chimie est devenue une chimie à part entière car le nombre de composés du C est largement supérieur à celui de tous les autres éléments pris ensembles (cf : facilité d'enchaînement des C entre eux pour former des chaînes linéaires, ramifiées, cycliques).

Dans les composés organiques on trouve principalement : C et H, mais aussi O, N, X, S, P et plus rarement : As, Na, Li, Mg, Zn, Cd, Pb .....

I) Le C et ses HYBRYDATIONS :

        I.1) Le C :

C (Z = 6)        donc        1s2  2s2  2p2        donc bloc p        

donc structure électronique :

Dans son état fondamental le C est tétravalent.

Le C n'a pas tendance à donner des ions

        C(g)  ---->  C4+(g)  +  4  e-                E = + 6223 kJ/mol

        C(g)  +  4  e-  --->  C4-(g)                        A  <<  0                donc impossible !

        DONC le C est stable

Son électronégativité est moyenne = 2,55        (or échelle de Pauling de 1 à 4)

Tout ceci fait qu'il a une forte tendance à la covalence.

On a vu que la valence la plus courante du C est la tétravalence.

Pour cette valence il existe 3 états d'hybridation : sp3 , sp2 , sp

        I.2) Les différentes hybridations du C :

Une orbitale hybride résulte de la combinaison linéaire de 2 ou plusieurs orbitales atomiques

I.2.1) Hybridation sp3 :[pic 1]

Dans la molécule de CH4 , les orbitales s des 4 atomes d’hydrogène se combinent aux orbitales  sp3 pour donner 4 liaisons covalentes C-H qui sont des liaisons sigma formant entre elles un angle de 109,5°.

[pic 2]

                I.2.2) Hybridation sp2 :

[pic 3]

[pic 4]

Remarque : OM πCC perpendiculaire au plan  des OM σCH (OM : orbitale moléculaire).

              Il y a libre rotation autour des liaisons σ mais pas autour des liaisons π.

                I.2.3) Hybridation sp :

[pic 5]

Remarque : pas de libre rotation autour de la triple liaison

II) Les liaisons en chimie organique :

        II.1) Les liaisons de FORTE ENERGIE :

                II.1.1) La liaison COVALENTE :

C'est la liaison essentielle de la chimie organique.

On la trouve sous 2 "formes" :

        A°  +  °B  →  A-B

[pic 6](liaison donneur-accepteur ou dative ou de coordinence)

Cas particulier de la liaison DATIVE :

        B, qui a un doublet électronique libre sur sa couche de valence, est une base de Lewis (définition : tout corps capable de céder un doublet électronique libre); il est dit réactif NUCLEOPHILE (aime les noyaux « + »).                Notation :  Nu-.

        Ex : anions, alcools, amines, cétones, .....

A qui a une case quantique vide sur sa couche de valence est un acide de Lewis (définition : tout corps capable de capter un doublet électronique libre pour former une liaison) ; il est dit réactif ELECTROPHILE (aime les électrons).        Notation :  E+.

        Ex :      AlX3, carbocations,      BF3,      H+, .....

Ordres de grandeur de LONGUEUR et d'ENERGIE des liaisons covalentes :

        en général : 1 angström et plusieurs centaines de kJ/mol

        Ex :         C-C                d = 1,54 Å                E = 348 kJ/mol

                C=C                d = 1,34 Å                E = 606    "

                [pic 7]        d = 1,02 Å                E = 811    "

                II.1.2) La liaison IONIQUE :

C'est une liaison minoritaire : on la trouve entre une espèce organique chargée et un ou plusieurs contre-ions pour assurer l'électroneutralité de l'ensemble :

(A+;B-) forme un sel dans lequel A est l'atome le plus électropositif et B est celui le plus électronégatif.

A+ et B- sont liés par interaction purement électrostatique.

Ex : sel d'acide organiques : éthanoate de sodium : CH3COONa c’est-à-dire CH3COO- et Na+

        II.2) Les liaisons de FAIBLE ENERGIE :

On rencontre les 2 types :

        - liaison H (elle consiste à une interaction électrostatique entre un H porté par un atome électronégatif (en général O ou N) et un autre atome électronégatif)

        - liaison de Van der Waals

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