Notions de chimie

Notions de chimie Dr Gaëtan Jego

http://gaetanjego.wixsite.com/gaetanjego-univ

1.La matière

2.Combinaisons de la matière : Les liaisons chimiques

3.Réactions chimiques

4.Composition chimique de la matière vivante

PLAN

LA MATIERE

1) Quelques définitions :

LA MATIERE = …………………………………...

CHIMIE …………………………………...

BIOCHIMIE …………………………………...

•La matière peut être sous la forme solide: …………………………………...

sous la forme liquide : …………………………………...

sous la forme gazeuse : …………………………………...

LA MATIERE

2) Composition de la matière:

ATOMES = …………………………………...

Oxygène

Azote

Carbone Hydrogène

96%

4%

Calcium

Phosphore

Fer Soufre Iode…

Cobalt Cuivre…

C = carbone O = oxygène N = azote H = hydrogène P = phosphore Fe = fer K = Potassium…

LA MATIERE

2) Composition de la matière: Les sels minéraux

Macro-éléments Oligo-éléments

Besoin en grandes quantités Besoin en très faibles quantités

Ca : Calcium Na : Sodium Cl : Chlore P : phosphore K : Potassium Mg : Magnesium S : Souffre

Se : Selenium

Cu : Cuivre

F: Fluore

I : Iode

Zn : Zinc

Fe : Fer

Etc. …

LA MATIERE

3) Définition des atomes :

très petits : 0,1 –0,5 nm (1 nm =10-9 m)

Particules Nombre et proportion variable selon les atomes

Ces particules diffèrent par

o …………………………………... o …………………………………... o …………………………………...

Charge électrique = …………………………………...

+ + +

+ + + +

+ + + + +

+ + + + -

- - - -

https://learn.genetics.utah.edu/content/cells/scale/

https://learn.genetics.utah.edu/content/cells/scale/

LA MATIERE

4) Masse et charge des particules:

Charge + (p+) Charge neutre (n°) Charge - (p-)

NOYAU

Masse lourde (99% de le masse de l’atome)

• Masse très faible

LA MATIERE

Les atomes sont électriquement neutres: …………………………………... H = 1 proton + 1 électron Fe = 26 protons + 26 électrons

4) Masse et charge des particules:

Peuvent perdre ou gagner des électrons → …………………………………...

5) l’identification des atomes:

LA MATIERE

o Numéro atomique

o Nombre de masse


LA MATIERE

o Numéro atomique

= nombre de protons……..= nombre d’électrons ! Indiqué en indice à gauche du symbole chimique

1 H

2 He


LA MATIERE

o Nombre de masse (Nombre d’unités de masse atomique)

= Nombre protons + nombre neutrons Ex: H = 1 proton (0 neutrons) numéro atomique = 1 nombre de masse = 1 + 0 = 1 Ex: He = 2 protons + 2 neutrons numéro atomique = 2 nombre de masse = 2 + 2 = 4 Indiqué en exposant à gauche du symbole chimique 1 H 4He

LA MATIERE

6) Les isotopes:

Exemple des isotopes de l’hydrogène

Lourdeur du noyau

Instabilité du noyau

désintégration

Libération d’énergie

Radioactivité

Radio-isotope

LA MATIERE

6) Les radio-isotopes:

Energie libérée sous forme de rayons (alpha, bêta, gamma) :

Pouvoir de pénétration des différents rayonnements :

80% de plomb; 20% de résine

papier Aluminium Plomb

LA MATIERE


Effets biologiques des rayons : → IONisation des tissus vivants (1) →production de radicaux libres (2)

(1)

(2)

ADN

ADN Modifié ou cassé

LA MATIERE


Energie libérée sous forme de rayons (alpha, bêta, gamma) •Effets biologiques des rayons → radicaux libres (molécules, cellules, tissus...) •Utilisation médicale des radio-isotopes –Tomographie par Emissions de Positons : imagerie diagnostique (étude du métabolisme)

LA MATIERE


Energie libérée sous forme de rayons (alpha, bêta, gamma) •Effets biologiques des rayons → radicaux libres (molécules, cellules, tissus...) •Utilisation médicale des radio-isotopes –Tomographie par Emissions de Positons : imagerie diagnostique (étude du métabolisme) –Radiothérapie: destruction cellules cancéreuses

• La radiothérapie néoadjuvante •La radiothérapie adjuvante •La radiochimiothérapie concomitante

1.La matière




PLAN

COMBINAISON DE LA MATIERE

1) Les molécules:

Molécule= …………………………………...

Combinaison de deux atomes du même élément Une molécule de cet élément

H + H H2 gazeux

Lorsque les atomes s’associent: formation d’une ………………(= liaison entre 2 atomes)


2) Les couches électroniques impliqués dans les liaisons chimiques :

………… Force d’attraction des électrons par le noyau

FORT

FAIBLE

………… …………


3) Rôle des électrons dans les liaisons chimiques :

o Chaque couche électronique peut recevoir un nombre max d’électron 2 sur la 1ère couche 8 sur la 2ème couche ….

Exemple :

Couche externe = ………………

Électron réactif = participe aux liaisons


3) Rôle des électrons dans les liaisons chimiques :

o Éléments chimiquement réactifs (couche de valence incomplète) :

o Éléments chimiquement inertes (couche de valence complète) :


3) Rôle des électrons dans les liaisons chimiques : règle du duet

o Les atomes interagissent entre eux pour que leur couche de valence, contienne 2 e- si cette couche de valence est la 1er couche


3 bis) Rôle des électrons dans les liaisons chimiques : règle des 8 électrons

o Les atomes interagissent entre eux pour que leurs …………………………………………………….

o Interaction = rapprochement ou mise en commun de leur couche de valence


4) Les types de liaisons chimiques :

Il existe ainsi plusieurs types de liaisons :

–Liaisons ioniques

–Liaisons covalentes:

- Non polaire

- Polaire

–Liaisons hydrogène


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison covalente

o Quand chaque atome complète sa couche de valence en ……….. des électrons avec d’autres atomes.

Pas de transfert

o Les électrons mis en commun gravitent autour de la molécule et stabilisent les atomes constituant cette molécule

o Attraction ou liaison ……..

Exemple 1 : formation de la molécule d’hydrogène

1 liaison simple

Exemple 2 : formation de la molécule d’oxygène


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison covalente

Exemple 3 : formation de la molécule de méthane

4 liaisons simples

1 liaison double

Lorsque les électrons de valence sont mis en commun de manière équilibrée entre les atomes, la molécule formée est dite non polaire


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison covalente non polaire

Attraction équilibrée

Exemple : formation de la molécule de gaz carbonique = molécule non polaire


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison covalente polaire

o L’extrémité vers O est chargée négativement (-) o l’extrémité où se trouve l’hydrogène est chargée positivement (+)

La molécule a deux pôles chargés (= dipôle) : elle est polaire

Exemple : formation de la molécule (H2O) = molécule polaire

Orientation particulière :


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison hydrogène

Exemple 1 : liaisons hydrogène de la molécule d’eau

Se forment quand un atome d’hydrogène électropositif est attiré par un atome électronégatif, créant ainsi une sorte de pont entre eux.

o Conformation spatiale des grosses molécules

o Liaisons très faible


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison ionique

o Est créée lorsque des électrons passent …………….. d’un atome à l’autre

o Quand les atomes gagnent ou perdent des électrons au cours d’une liaison, …….. entre charges positives (protons) et charges négatives (électrons) …………….

Particules chargées = …………

Attraction faible

Transfert d’ e-


4) Les types de liaisons chimiques : La liaison ionique

Transfert d’ e-

o L’atome qui gagne un électron acquiert une charge nette négative (plus d’électrons que de protons) est ……..

o L’atome qui perd un électron acquiert une charge nette positive (moins d’électrons que de protons) est ………

1.La matière




PLAN

REACTIONS CHIMIQUES

1) Les types de réaction chimiques :

Définition : association ou dissociation d’atomes ….rupture ou formation de liaisons.

3 types de réactions : o Réaction de ……………………..

o Réaction de ……………………..

o Réaction ………………………….

REACTIONS CHIMIQUES

1) Les types de réaction chimiques : Anabolisme

A + B AB Formation d’une liaison = consommation d’énergie

Exemple : formation d’une protéine par assemblage d’acides aminés

REACTIONS CHIMIQUES

2) Les types de réaction chimiques : Catabolisme

A + B AB Rupture d’une liaison = libération d’énergie

Exemple : dissociation du glycogène en unités de glucose

REACTIONS CHIMIQUES

2) Les types de réaction chimiques : Réaction d’échange

AC + B AB + C AC + BD AB + CD

Échange de parties de molécules

Exemple : Formation du glucose phosphate par transfert du groupement phosphate terminal de l’ATP sur le glucose

1.La matière




PLAN

A. Composés inorganiques

B. Composés organiques

60 % du poids du corps = le + abondant de la matière vivante

COMPOSITION CHIMIQUE DE LA MATIERE VIVANTE

L’EAU


60 % du poids du corps = le + abondant de la matière vivante Nombreux rôles : –Thermorégulateur: –Favorise réactions chimiques (ex: hydrolyse) –Protecteur –Lubrifiant(en association avec autres molécules) –Solvant universel (molécule polaire)

L’EAU

Equilibre hydrique : pertes gains

Contiennent liaisons ioniques (transfert d’e-) •Association de divers minéraux –En cristaux(solide) –En solution, NaCl : Na+ + Cl- Ions = particules chargées = électrolytes(conduisent l’électricité) •Maintien des quantités constantes d’ions dans l’organisme = essentiel à la vie l’équilibre électrolytique


LES SELS


LES ACIDES

o Substance qui libère des ions hydrogènes = noyau d’un atome d’hydrogène

o H+ = protons en solution dans l’eau

oUn acide est un donneur de protons

o Lorsqu’il se dissout dans l’eau, un acide libère des ions hydrogène et des anions

HCL H+ + CL-

Exemple :


LES BASES

o Accepteur de protons o Les bases libèrent des ions hydroxyles (OH-) et des cations lorsqu’elles se dissocient dans l’eau

Exemples de base forte :

La soude

Exemples de base faible :

Bicarbonate

NaOH Na+ + OH-

HCO3- + H+ H2CO3

Acide carbonique

Acides et bases réagissent entre elles pour former des sels

HCL + NaOH NaCL + H20


pH : concentration acide-base

Le pH traduit la concentration relative des ions H+ (et OH-) dans les liquides de l’organisme

[OH-]

[H+]

Alcalinité Acidité

pH : 0 7.0 14

Suc gastrique Salive Médicaments anti-acides

Ammoniaque domestique

7.4 pH :

Acidose Alcalose

6.8 8

Sang :

7.35 à 7,45


7.4 pH :

Acidose Alcalose

6.8 8

Sang :

SYSTÈME TAMPON

o Maintien le pH à des niveaux compatibles avec le fonctionnement cellulaire

MECANISMES DE REGULATION DU pH

REGULATION PULMONAIRE

REGULATION RENALE


SYSTÈME TAMPON

o Exemple 1 : le système tampon acide carbonique/bicarbonate

Retire des protons libres :

Libère des protons libres :

HCO3- + H+ H2CO3 Ion bicarbonate

H2CO3 HCO3- + H+


o Exemple 2: le système tampon des phosphates

Retire des protons libres :

Retire des ions hydroxyles libres :

HPO42- + H+ H2PO4

-

H2PO4- + OH- HPO4

2- + H20


oFonction respiratoire

oFonction rénale

[OH-]

[H+]

Alcalinité Acidité

CO2


HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

acidose alcalose

H+

HCO3- H+

HCO3-

réabsorption

Elimination

1.La matière




PLAN

A. Composés inorganiques

B. Composés organiques


Unité de base = monosaccharide = sucre simple o Glucose: 6 atomes de carbone Fructose : 6 atomes de carbone o Galactose: 6 atomes de carbone o Ribose: 5 atomes de carbone

Carbone (C) + Hydrogène (H) + Oxygène (O) (CH2O)n

1) Les sucres

glucose

Fructose


1) Les sucres

Formé par réaction de synthèse (réversible) avec libération d’eau

oOrigine = alimentaire

oHydrolysé pour former sucres simples (glucose) au cours digestion

oSucrose = Glucose + Fructose

ex : Sucre de canne ou betterave

oLactose = Glucose + Galactose

ex : Lait

oMaltose = Glucose + Glucose

ex : Bière

Les disaccharides


1) Les sucres : Polysaccharides

= Longue chaîne ramifiée de glucose • Amidon • Glycogène = forme stockage d’énergie pour les cellules (foie) •Glucose en excès stocké aussi en lipides •Glucose utilisé selon besoins: •Oxydation (O2) du glucose → CO2+ H2O + énergie(ATP)


2) Les lipides

o Contiennent C, H, O

o Insolubles dans l’eau, solubles dans les solvants (éther, chloroforme)

o Présents dans aliments (viande, lait, huiles, jaune d’oeuf…)

o Stockage dans tissu adipeux

o Source d’énergie (> glucides)

o 3 grandes catégories :

–Triglycérides

–Phospholipides

–Stéroïdes


2) Les lipides : triglycérides

Acides gras + glycérol


2) Les lipides : triglycérides

Acides gras + glycérol

Différents types d’AG : o AG saturés (liaison simple entre chaque atome de C

graisses solides (origine animale)

o AG insaturés (liaison double ou triple entre chaque atome de C huiles végétales (origine végétale) o Stockage (adipocytes): peau, viscères o Isolant thermique o Source d’ATP


2) Les lipides : les phospholipides

o Ressemblent aux TG : glycérol + AG (2 AG) o Groupement phosphate remplace un AG o Tête polaire attire l’eau (hydrophile) et queue non polaire (hydrophobe) o Constituant des membranes cellulaires


2) Les lipides : les stéroïdes

4 anneaux hydrocarbonés juxtaposés

•Principal représentant = cholestérol

•Apporté par les aliments et aussi synthétisé par le foie

•Précurseur des hormones stéroïdes (sexuelles et cortisol), de la vitamine D et des sels biliaires.


3) Les protéines

*

*

*

*

*

*

*

*

*

* : AA essentiels (+* chez enfant)


3) Les protéines : niveau structurel des protéines


3) Les protéines : les enzymes

Catalyseurs biologiques = accélèrent la vitesse d’une réaction chimique (millions de

réactions/min)

•Non consommés ou transformés par la réaction

•Nécessitent co-facteurs : Mg++, Fe++, Cu++, Mn++….

•Se lient aux substrats, les maintient dans une conformation idéale pour que la réaction ait

lieu.

•Réutilisable.

•Spécifique.

•On nomme les enzymes d’après le type de réactions qu’elles catalysent ajouté au suffixe -ase:

–Hydrolases…………………..

–Oxydases…………………….

–Transférase……………………

–Synthétase………………………


4) Les acides nucléiques

o Les plus grandes molécules de l’organisme

o Unités de base = les nucléotides.

o Un nucléotide = une base azotée+ un sucre + un groupement phosphate

o Principaux types de bases azotées:

adénine (A), guanine(G), cytosine(C), thymine(T) et uracile(U).

o Acides nucléiques : ADN (Acide Désoxy-riboNucléique)

ARN (Acide RiboNucléique)


4) Les double hélice d’ADN

Bases : A, G, T et C. o les bases sont complémentaires: [A-T] [G-C]

Constitué d’un brin simple de nucléotides o Bases azotées de l’ARN : A, G, C et U(au lieu de T). o Sucre = ribose. o Trois grandes variétés : –ARN de transfert: ……………………………… –ARN messager: ………………………………………. –ARN ribosomique: ………………………………………..


4) Les ARN (Acide Ribonucléique)

ARN t Ribosome et ARN r

ATP = nucléotide modifié formé d’une base d’adénine, de ribose et de trois groupements phosphates. o Les groupements phosphates sont reliés par des liaisons chimiques appelées «liaisons phosphates riches en énergie».

o ATP synthétisé à partir du glucose


4) L’ATP (adénosine triphosphate)

Droit d'auteur: <a href='http://fr.123rf.com/profile_alicephoto'>alicephoto / 123RF Banque d'images</a>

Notions de chimie

Documents

Transcript of Notions de chimie