Fondement chimique de la vie
Bases de chimie organique
La chimie organique est une science relativement jeune. À la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, les chimistes organiciens ont commencé à isoler, purifier et identifier les substances que l’on retrouve chez les animaux et les plantes. Ces substances avaient des propriétés qui les distinguaient des substances minérales. Elles sont constituées principalement de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène.
Plus tard, on a découvert que ces substances sont constituées d’atomes de carbone, liés les uns aux autres suivants différents arrangements. Ces atomes de carbones forment la structure ou charpente de ces substances.
La chimie organique est la chimie des composés du carbone. Une autre science qui lui est connexe est la biochimie qui étudie les réactions chimiques qui se déroulent dans un organisme vivant.
La chimie organique touche à notre vie quotidienne que ce soit par la nourriture que nous mangeons, les vêtements que nous portons chaque jour, les médicaments, les meubles, l’essence et les pneus de nos automobiles, sans oublier les plastiques et le papier qui sont tous des exemples de produits organiques.
Le rôle du carbone dans la chimie organique
Le carbone a un numéro atomique de 6 et est situé à la deuxième période du tableau périodique, ce qui signifie qu’il a deux électrons sur sa première couche et quatre électrons sur sa deuxième couche. Les électrons situés sur la dernière couche sont appelés électrons de valence. Le carbone a quatre électrons de valence ce qui lui permet de faire quatre liaisons.
Dessine un atome de carbone avec ses couches électroniques :
On représente souvent l’atome de carbone selon la structure de Lewis (lettre majuscule de l’élément entourée de 4 points autour).
Le carbone forme des liaisons covalentes avec les autres atomes. Il partage des doublets d’électrons plutôt que de gagner ou perdre des électrons comme avec une liaison ionique.
Le carbone peut compléter son octet en se liant à 4 autre atomes. De cette façon, il partagera chacun de ses 4 électrons de valences en paires partagées pour former des liaisons simples.
Voici 2 façons de représenter ce type de liaison.
Ce type de liaison est appelé liaison simple et se représente par un trait pour alléger l’écriture.
Le carbone peut aussi former des doubles et des triples liaisons par la mise en commun de deux ou trois doublets d’électrons avec d’autres atomes.
Voici un exemple de double liaison.
(L'éthylène).
Dans tous les composés que les liaisons soient simples ou multiples, le nombre total de liaisons avec le carbone est toujours quatre.
La valence du carbone est 4, celle de l’oxygène est 2 , celle de l’hydrogène est un et celle de l’azote est 3. (La valence est le nombre de liaisons que l’on peut faire).
Le carbone est un élément exceptionnel parce que contrairement à presque tous les autres éléments, ses atomes peuvent se lier entre eux en nombre quasi illimité. Les atomes de carbone peuvent se lier entre eux par des liaisons simples, doubles ou triples.
Il n’y a pas de limites au nombre d’atomes de carbone qui peuvent se lier entre eux. Certains composés contiennent des chaînes de plus de 100 atomes de carbone par molécule. Cette propriété des atomes de carbone de pouvoir se lier entre eux explique l’existence d’un si grand nombre de composés organiques.
Au point de vue biologique, plusieurs molécules consistent en des chaînes de carbone et d’hydrogène liées entre elles.
