3.1
Les composés contenant des atomes de carbone et d’hydrogène sont appelés hydrocarbures. L’hydrocarbure le plus simple, le méthane, a un atome de carbone tétravalent lié à quatre atomes d’hydrogène.
Si l’un des atomes d’hydrogène du méthane est remplacé par un atome de carbone lié à trois atomes d’hydrogène, l’hydrocarbure suivant, l’éthane, se forme.
Le méthane et l’éthane appartiennent à la famille des hydrocarbures appelés alcanes. Comme les alcanes ne contiennent que des liaisons covalentes simples, ce sont des hydrocarbures saturés.
Dans n’importe quel alcane, par exemple l’éthane, les atomes de carbone sont hybridés sp3, ce qui en fait des carbones tétraédriques. Ces orbitales hybrides occupées individuellement se chevauchent avec les orbitales hybrides sp3 de l’atome de carbone voisin pour former une liaison sigma carbone-carbone.
Les autres orbitales hybrides du carbone forment des liaisons sigma avec les orbitales1 s de chacun des atomes d’hydrogène. Les atomes liés sont à un angle de 109,5° les uns par rapport aux autres.
Examinez les structures de trois alcanes simples : le méthane, l’éthane et le propane. Le méthane, CH4, a un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène ; l’éthane, C2H6, a deux atomes de carbone et six atomes d’hydrogène ; et le propane, C3H8, a trois atomes de carbone et huit atomes d’hydrogène.
Notez que chaque formule suivante a un carbone et deux hydrogènes, c’est-à-dire un groupe CH2 de plus que la formule précédente.
En général, pour chaque n nombre d’atomes de carbone, il y aura 2atomes d’hydrogène n+2. Ainsi, les alcanes ont la formule moléculaire caractéristique : CnH2n+2.
Une formule structurelle condensée simplifie la structure de Lewis des alcanes en omettant les liaisons avec les hydrogènes ou même les liaisons carbone-carbone.
Les hydrocarbures peuvent également être représentés à l’aide de structures linéaires, angulaires ou squelettiques. Les lignes désignent des liaisons carbone-carbone, chaque sommet et point final impliquant un atome de carbone. Les hydrogènes, bien que non explicitement montrés, sont supposés être liés aux carbones, satisfaisant leur valence.
La formation de liaisons carbone-carbone conduisant à la création de la chaîne carbonée est à la base de la chimie organique. August Kekulé et Archiba…
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