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Titre: Module M21 : HYDROCARBURES ET FONCTIONS MONOVALENTES
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CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
A- Rappels de quelques notions fondamentales
I. Electronégativité des éléments
II. Les types de liaisons
III. Acides et bases
IV. Oxydant , réducteur et degré d’oxydation

V. Electrophiles et nucléophiles
B- Réactivité chimique
I. Classification des réactions Organiques
II. Réactions stéréospécifiques et stéréoséléctives
III. La synthèse asymétrique ou induction asymetrique

IV. Ruptures des liaisons
V. Intermédiaires réactionnels

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE

Schéma de Réaction

Les étapes de la réaction
Les intermédiaires de la réaction

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

I- Electronégativité des éléments

Pauling>> l’aptitude qu’a un atome à attirer les électrons de la liaison vers lui.
Cette propriété intervient dans la polarisation de la liaison et en détermine le sens et donc
le type de rupture.
NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE

II- Les types de liaisons

a- Liaison covalente: La liaison covalente est la mise en commun de deux électrons> Rigide
CH3-CH3
CH3-NH2

liaison non polaire
liaisons polaires

CH3-MgBr

b- Liaison ionique ou hétéropolaire: Elle résulte du transfert d’un ou plusieurs électrons d’un élément
électropositif vers un autre élément électronégatif..
Les sels d’acide

CH3COO-Na+

Les sels d’amine

Cl-N+(CH3)4
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

II- Les types de liaisons

c- Liaison multiple: La liaison p résulte du recouvrement latéral de deux orbitales atomiques. Elle est donc

C=C, C=N, C=O, C=S, N=N, .......etc sont formées par une liaison  et une .
C C et C N sont formées par une liaison  et deux 

facilement polarisable.

d- Doublets libres: Les électron de valence qui ne sont pas impliqués dans les liaisons, constituent les doublets libres
n.

N

>

O

>

X

e- Liaison de coordinence (liaison semi- polaire): Elle résulte de la mise en commun d’un doublet, aux

dépens d’un seul atome qui est l’élément donneur l’autre étant l’accepteur tel est le cas dans la formation
des oxydes d’amines.

N

+

+

O

N

-

O

ou

N

O

f- les complexes: résulte d’un don d’un doublet d’un atome vers un autre atome d’une molécule dont la
couronne électronique est déficiente. Il se forme des molécules dissociables dites complexes. On a deux
+

types de complexes :
Complexes n:

N

Complexes p:

+ Ag

N

Ag

C
C

+

Ag+

C

Ag

C
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

II- Les types de liaisons

g- liaisons hydrogène: Lorsqu’il est lié à un élément électronégatif (F ou 0 notamment) l’atome

d’hydrogène H présente une déficience électronique suffisante pour lui permettre d’accepter partiellement
un doublet.

H---O

H---O

H

H

H---O H---O
H

H

H

La liaison hydrogène est responsable des anomalies dans l’évolution de propriétés

physiques

(température d’ébullition anormalement élevé ; spectre IR modifié…) et chimiques des molécules
hydroxylées.
H

O

C

H-O

R-C

O

O-H

O

O

H

C-R
O

H
O
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

II- Les acides et les bases

Définition selon Arrhénius: des substances capables de se dissocier en solution aqueuse en
donnant respectivement des protons (H+) et des ions OH-. H+Cl- , H+SO4H-

Na+OH- , NH4+OH-

Définition selon Brônsted: une substance qui fournit des protons à une base, celle-ci étant une
substance qui accepte des protons apportés par un acide.
A tout acide correspond donc une base, dite “base conjuguée”, et à toute base correspond un
acide, dit “acide conjugué”. Ainsi, dans la dissociation réversible

BH

B

+

H

Définition selon Lewis: toute substance comportant un atome susceptible de se fixer sur un
doublet d’électrons libres. Une base est toute molécule porteuse d’un tel doublet libre.
BF3
acide

+

:NH3
base

 F3BNH3

Pr. N. EL AOUAD
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CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

III- Oxydo/ reducteur

L’atome qui donne les électrons est dit oxydé tandis que celui qui les accepte est dit réduit.
En chimie organique: Le degré d’oxydation d’un atome de C, porteur d’un groupe fonctionnel a
été défini par Ch. Dufraisse, comme étant le nombre de liaison C-O que porterait cet atome

après hydrolyse ou hydratation (hypothétique ou réelle) totale.
H3C-Li
H3C-Cl
Cl
H2C

H2O
H2O
H2O

H3C-H
H3C-OH

degré 0
degré 1

OH
H2C

Cl

OH

degré 2

Définition générale : Le degré d’oxydation d’un atome de C correspond au nombre de liaison
que cet atome contracte avec des éléments plus électronégatifs que l’hydrogène donc des

éléments d’électronégativité supérieure à 2,2.

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
RAPPELS DE QUELQUES NOTIONS FONDAMENTALES

IV- Electrophiles et nucléophiles

- Les réactifs nucléophiles : se sont des réactifs qui sont riches en densité électronique

et qui attaquent les sites qui sont pauvres en électron ou en densité électronique.
R- ; RO- ; OH- ; Cl- ; ….etc.

- Les réactifs électrophiles : se sont des réactifs qui sont pauvres en densité
électronique et qui sont susceptibles d’être attaqués par des groupements nucléophiles.

H+ ; NO2+ ; Cl+ ; …etc.

Pr. N. EL AOUAD
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CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

I- Classification des réactions Organiques

Les réactions organiques peuvent donner lieu à plusieurs modes de
classifications. Selon les critères de sélection envisagés on peut se baser sur :


La modification du squelette carboné



L’affinité des entités mises en jeu



Le caractère oxydant ou réducteur du réactif



La fixation ou le départ d’éléments structuraux



La cinétique de la réaction.

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

I- Classification des réactions Organiques

1. Modification du squelette carboné: Les réactions modifiant le squelette carboné
présentent une importance particulière pour la synthèse organique. On distingue :
- Les réactions de condensation:

CH2(CO2Et)2

R-CH(CO2Et)2

- Les réactions de la dégradation:

CH2(CO2Et)2

R-CH2CO2H

- Les réarrangements:

(CH3)2C

C(CH3)2

CH3-C-C(CH3)3

HO OH
- Échanges fonctionnels:
CH3CH2OH

O
CH3COOH
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

I- Classification des réactions Organiques

2. L’affinité des entités mises en jeu: Cette classification est intéressante pour l’étude du
mécanisme réactionnel. On distingue :
Les réactions électrophiles : Quand le réactif est pauvre en électrons et attaque par conséquent
NO2
les centres à grande densité électronique.
NO2

+

Les réactions nucléophiles : Quand le réactif est riche en électrons et attaque par conséquent
les centres à faible densité électronique.
OH
CH3-Cl
CH3-OH + Cl
Les réactions radicalaires: quand le réactif est un radical.
3. Le caractère oxydant ou réducteur du réactif

CH3CH2OH

CH3COOH

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

I- Classification des réactions Organiques

4.1. Classification selon le déplacement des atomes : C’est un critère important pour le
classement des réactions et l’un des plus utilisés. On distingue :
- Les réactions de substitution :
ICH3 + OH- 

CH3-OH

+

I-

- Les réactions d’addition :

CH2=CH2

+

HBr



BrCH2-CH3

- Les réactions d’élimination :
CH3-CH2-OH  CH2=CH2

+

H2O

- Les réactions de transposition ou de réarrangement :
CH3-CH2-CH2+ 
CH3-CH+-CH3
carbocation I
carbocation II
- Réaction d’insertion:

RCH2-H

+

CCl2

RCH2CHCl2
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

I- Classification des réactions Organiques

5. Classification selon la cinétique

 Les réactions de 1er ordre.
 Les réactions de 2ème ordre.
 Les réactions de 3ème ordre.

 Les réactions en chaîne (substitution radicalaire).
 Les réactions équilibrées (estérification).

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

II- Réactions stéréospécifiques et stéréoséléctives

stéréospécifiques et stéréoséléctives
Réaction stéréospécifique (rétention de configuration ou inversion de configuration)

A
Configuration R ou S

B
Configuration R ou S

Réaction stéréoséléctive quand il y a prédominance de l’un des deux diastéréoisomère
possible quels que soient la stéréochimie du produit de départ.

A
Configuration R ou S

B + C
Configuration R ou S
MAJORITAIRE

Configuration R ou S
MINORITAIRE

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

II- Réactions stéréospécifiques et stéréoséléctives

Une réaction diastéréosélective: un ou plusieurs éléments asymétriques nouveaux sont
introduits dans une molécule de manière telle que des diastéréoisomères sont produits

en quantités inégales

A
Configuration R, S ou sans C*

B (50%) + C (50%)
Nouvelle Configuration R ou S

Une réaction énantiosélective est une réaction au cours de laquelle sont obtenus, à partir
d’un précurseur achiral, deux énantiomères d’un produit chiral en quantités inégales.

A
Pas de Configuration R ou S

B + C
Configuration R ou S
MAJORITAIRE

Configuration R ou S
MINORITAIRE

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CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

III. La synthèse asymétrique ou induction asymétrique

La synthèse asymétrique : synthèse stéréosélective d'un composé chiral à partir d'un
précurseur achiral sans recours à des dédoublements de produits ou d'intermédiaires

racémiques est appelée

A
Pas de Configuration R ou S
Sans C*

B
Nouvelle Configuration R ou S

Synthèse énantiosélective ou synthèse diastéréosélective selon le cas.
Cette transformation nécessite l'aide d'un produit chiral qui est temporairement lié au substrat, à
un réactif ou à un catalyseur

Pr. N. EL AOUAD
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CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

Au cours des réactions en chimie organique les ruptures des liaisons génèrent
intermédiaires

aA + bB

des

cC + dD

A et B: Produits de départ

C et D: Produits obtenus ou finaux

IA + IB
IA + IB sont intermédiaires réactionnels
intermédiaires réactionnels: entités réactives, le plus souvent non isolables,

mais dont l’existence est démontrée par des techniques physicochimiques.
Radicaux libres, carbocations ou carbanions.

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

La rupture d’une liaison covalente entre un carbone et tout autre élément y compris un
autre atome de carbone, peut s’effectuer de manière Homolytique ou hétérolytique.

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

V- Intermédiaires réactionnels

Parmi les intermédiaires réactionnels on peut citer les carbocations, les carbanions et les
radicaux libres.

C

C C

C

Carbocation

C

Carbocation
Carbanion

C

C C

Carbocation

Carbanion

Carbanion
Radical libre

C

C

C

C

Radical libre

Radical libre

C

C

C

C
P

P

P

P

P

P

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

1. Les radicaux libres

1.1. Formation: Un radical est une molécule organique dont un atome de carbone porte un
électron célibataire sans charge électrique.
Sa formation est due à la rupture homolytique d’une liaison covalente avec partage
symétrique du doublet électronique.

A

:

B

.

A

+

.

B

Ce mode de clivage nécessite la présence d’initiateurs de radicaux:
rayonnement ultraviolet: UV ou hν
la présence de peroxydes: R-0-0-R

la chaleur (réactions thermiques).

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

1. Les radicaux libres

.

1.2. Géométrie : La géométrie est plane

P

C

1.3. Stabilité: La stabilité des radicaux libres augmente avec les effets électro-donneurs (+I, +M)
CH3
.
.
.
>
CH2
CH
CH3 > H3 C
CH3
C
plus stable
CH3 CH3

Remarque : la stabilité des intermédiaires réactionnels augmente avec le nombre des formes
limites.
En effet la mésomérie est d’autant plus importante que le domaine de circulation des électrons
est plus grand
.
CH2
(4 formes limites)

>
plus stable

H2C

HC

.
CH2

(2 formes limites)

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Les radicaux libres

Polluants
Rayons U.V
Alcool
Fumée du tabac
Stress émotionnel
Pesticides
Aliments modifiés, transgéniques ou les
viandes provenant d'animaux nourrit
d'hormones
Diverses infections
Médicaments
Additifs alimentaires, agents de
conservation
Blessures et interventions chirurgicales,
etc.

L'arthrite
Les taches sur la peau
Le cancer
L'asthme
La cataracte
Les maladies cardiaques
Les troubles articulaires
Les maladies dégénératives
telles que la sclérose en
plaques et la maladie
d'Alzheimer
Pr. N. EL AOUAD
L'athérosclérose
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Les radicaux libres

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Les radicaux libres

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

2. Les Carbocations

Un carbocation est une molécule organique dont un carbone porte une charge positive.
2.1. Formation: est due à la rupture hétérolytique d’une liaison entre le carbone est un atome
plus électronégatif.
CH2

+
CH2

Br

+

Br

2.2. Géométrie: La géométrie est plane

P

+
C
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

2. Les Carbocations

2.3. Stabilité: augmente avec les effets électro- donneurs (+ I et + M).
CH3
+
C
CH3

>

+
CH

CH3

CH3

CH3 > H3 C
plus stable

+M
+
CH2 >
plus stable

+
CH2

+I +
> CH2

Acide fluoroantimonique
(pentafluorure d’antimoine
HSbF6), Pka= -25 à -30
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

2. Les Carbanions

Un carbanion est une molécule organique dont un atome de carbone porte une charge négative

3.1. Formation: est due à la rupture hétérolytique d’une liaison entre le carbone est un atome
CH3

moins électronégatif.
H3C

BH2

3.2. Géométrie: La géométrie est pyramidale.

+

+
BH2

C

3.3. Stabilité : augmente avec les effets électro-attracteurs (-I et –M).

-M

CH3
C
CH3

CH3

<

CH3

CH

CH3

<

H3 C

moins stable

CH2

CH2

>

CH3

CH2

plus stable
Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM

CHAPITRE IV: NOTIONS ELEMENTAIRES DE REACTIVITE
Réactivité chimique

IV- Intermédiaires réactionnels

Les radicaux libres

Les Carbocations

Les Carbanions

les radicaux libre sont d’autant
plus stables s’ils sont entourés
par des groupements alkyles
donneurs.

les carbocations sont d’autant
plus stables s’ils sont entourés
par des groupements alkyles
donneurs.

les carbanions sont d’autant
plus stables s’ils sont moins
entourés
des
groupements
alkyles donneurs.
Les groupements attracteurs
augmentent leur stabilité

R
R CH2

carbanion I

>

R CH

>

R C

R

R

carbanion II

carbanion III

R
R C

>

R CH

R

R

radical III

radical II

>

R CH2

radical I

Pr. N. EL AOUAD
CST-CUAM



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