La molécule d’eau

Unité d’enseignement 2 - Sciences biologiques et médicales.

UE 2.1 – Biologie fondamentale.

Molécules du vivant – atome, anion, cation, molécule 

La molécule d’eau

L’atome

Contraction des mots grec « atomos » - « a » est le préfixe du privatif et « tomos » a pour signification « couper ». Littéralement, le mot signifie « que l’on ne peut pas couper ».

Un atome se définit comme étant un constituant de la matière, c’est la plus petite partie dite indivisible.

Un atome s’écrira sous forme de symbole atomique, soit d’une lettre majuscule simple ou d’une lettre majuscule suivie de minuscules.

Exemples,

Il est composé d’un noyau, autour duquel gravitent des électrons, ou des particules chargées négativement qui se disposent par une ou plusieurs couches et ayant pour symbole e--.

Le noyau est lui-même composé de deux types de particules : on retrouve d’un côté les neutrons qui sont des particules à la charge neutres, sans charge électrique et de l’autre des protons, qui sont des particules à la charge positive.

Cette présence contrebalance la charge électrique globale de l’atome et assure une charge neutre.

Par exemple, le noyau de l’atome d’oxygène est constitué de 8 protons et 8 neutrons autour duquel gravitent 8 électrons aux même divisés en deux couches distinctes. Sa charge électrique est nulle.

La molécule

On parle de molécule pour désigner deux atomes s’étant associés l’un à l’autre par le biais d’une liaison chimique.

Par exemple, la molécule d’eau est constituée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. On l’écrira alors H2O.

La masse atomique

Un atome est constitué d’une masse, soit la masse atomique, qui se traduit par le nombre de protons ajoutés au nombre de neutrons, qui n’est pas une donnée négligeable.

Par exemple, l’hydrogène à la composition la plus simple, à savoir un proton dans son noyau, sans neutron. Sa masse atomique est donc égale à un et s’écrit 1H.

Le carbone lui est composé de six protons et six neutrons, sa masse atomique est donc égale à douze et s’écrit donc 12C.

Pour ce qui est de l’oxygène, son noyau est composé de huit protons et huit neutrons, soit une masse atomique égale à seize et qui s’écrit 16O.

La masse moléculaire, en suivant cette première définition, s’explique donc comme étant égale à la somme des masses atomique des atomes qui la composent.

Ici, en suivant l’exemple de la molécule d’eau H2O, on additionne la masse atomique l’atome d’hydrogène à celle de l’atome d’oxygène soit,

2 x 1 pour l’hydrogène + 16 pour l’oxygène ; ma masse moléculaire de l’H20 est donc égale à 18 g/mol.

La mole

La mole est une unité de mesure de la matière crée afin de faciliter le calcul de la masse et de la taille des atomes qui permet, en quittant l’échelle microscopique pour passer à celle macroscopique.

Une mole renferme 6,02 x 1023 molécules ce qui correspond au nombre d’Avogadro.

Par exemple, on sait que l’H2O a pour masse moléculaire 18 g / mol. Si on considère une mole d’eau, alors on considère que 6,02.1023 molécules d’H20 est égale à 18g.

En complexifiant, on considère que le glucose, écrit C6H12O6 a pour masse moléculaire 180g/mol. Alors une mole de glucose serait égale à 6,02.1023 molécules de glucose soit 180 g.

En pratique, si on considère une glycémie^[1] normale de valeur un gramme par litre, alors on peut étudier la concentration de molécule par litres (mol / L) en prenant en compte que 180 grammes donnent une mole, soit,

1/ 180 = 5,5.10-3 mol / L soit 5,5 mmol / L

Formule de la molécule

n nombre de moles = [pic 1]

Les ions

Certains atomes, voir quelques molécules peuvent voir leur charge électrique qui change par la modification du nombre d’électrons, on nomme alors un ion.

Si un atome (ou molécule) perd un voir plusieurs électrons, il devient déficitaire de charge négative. La charge globale devient alors positive, on parle de cations.

Par exemple, un atome de sodium devenu cation sodium sera écrit Na+. Un atome de calcium devenu cation calcium par la perte de 2 électrons sera écrit Na2+.

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