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physique chimie

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représentation de molécules à l'aide du logiciel Avogadro

mis à jour le 10/10/2010


avogadro.jpg

Activité en rapport avec le thème de la santé, sur la modélisation des molécules et leurs représentations sous forme de formules développées ou semi-développées.

mots clés : santé, modèle, molécule, logiciel, tice


A partir d'un tutoriel animé (tutoriel 1) qui permet de prendre en main rapidement le logiciel, les élèves construisent des modèles moléculaires, et écrivent les formules développées et semi-développées correspondantes.

Ils recherchent ensuite, à l'aide du logiciel, si une formule brute donnée correspond à une molécule unique ou non.

Le second tutoriel animé montre comment passer très simplement du modèle éclaté au modèle compact, et comment manipuler ces modèles pour mieux les visualiser. La fiche de présentation d'Avogadro donne de plus amples détails à ce sujet.

La liste des molécules proposées dans l'activité peut bien-sûr être modifiée voire complétée. On peut mettre à profit par exemple la bibliothèque de molécules livrée avec le logiciel, qui se trouve à cet emplacement :

C:\Program Files\Avogadro\share\avogadro\f ragments  (ouvrir les dossiers correspondant aux différentes familles)

ou C:\Program Files (x86)\... sous Windows 7.
 

Thème 1 : la santé                Représentation de quelques molécules à l'aide du logiciel Avogadro

Comment utiliser Avogadro ?


modèle éclaté de la valine
Vous disposez d'un tutoriel animé montrant comment construire un modèle moléculaire dans Avogadro.
C'est la molécule de valine qui est prise pour exemple.
La valine est un acide aminé essentiel : elle est indispensable au bon fonctionnement de l'organisme humain et doit être apportée par l'alimentation.

Représentations conventionnelles d'une molécule

A partir d'un modèle moléculaire, on peut écrire :

- la formule développée de la molécule, qui est une représentation plane précisant l'enchaînement des atomes;

- la formule semi-développée , où les liaisons impliquant des atomes d'hydrogène ne sont pas représentées;

- la formule brute , qui indique simplement la nature et le nombre d'atomes dans la molécule.

 
formule développée de la valine
 

formule semi-développée
 



formule brute


Modèles proposés

Construisez les modèles moléculaires suivants, et représentez leurs différentes formules.

 L'éthanol, ou alcool éthylique, est communément appelé alcool. Il est utilisé comme désinfectant et est également présent dans les boissons dites alcoolisées. Le chloroforme était utilisé comme anesthésique de base au XIXème siècle. Il rendait les patients inconscients et détendus.

L'acide lactique n'est pas seulement présent dans le lait. Dans les muscles, sous forme de lactate, il est ensuite recyclé en glucose par le foie. 

L'urée est produite par le foie à partir de la dégradation de certains acides aminés. Elle est éliminée dans les urines.

C'est le modèle compact de la molécule qui est ici représenté.

 
 

  L'éther diéthylique, communément appelé éther, a longtemps été utilisé comme anesthésique. C'est un liquide très volatil et très inflammable.  


Synthèse

A partir du travail fait précédemment, complétez ce tableau :

Atomecarbonehydrogèneoxygèneazotechlore
Couleur symbolique     
Nombre de liaisons     

Puis indiquez ci-dessous le nombre de cases séparant chaque élément chimique du gaz noble le plus proche, dans le tableau des éléments :

                              
carbonehydrogèneoxygèneazotechlore
 Nombre de cases
     

Que remarque-t-on pour les 5 éléments chimiques concernés ?


Investigation .... Une formule brute donnée correspond-elle à une molécule unique ?

A l'aide du logiciel Avogadro, essayez d'apporter une réponse à cette question. Vous pouvez commencer par des molécules hydrocarbonées (qui contiennent des atomes de carbone et d'hydrogène).


Pour aller un peu plus loin ...

En utilisant l'outil  , évaluez la taille de la molécule d'éthanol.

Attention : les distances sont données en ångströms (Å).  1 Å = 10-10 m.

 

Les liaisons C-H, C-C, C-O, et O-H ont-elles toutes la même longueur ?

 

 
auteur(s) :

François Passebon

information(s) pédagogique(s)

niveau : 2nde

type pédagogique : tutoriel, scénario, séquence

public visé : élève, enseignant

contexte d'usage : classe, salle multimedia

référence aux programmes :

Référence aux programmes : programme de seconde 2010

Thème : la santé

Sous-thème : le diagnostic médical

Compétences :

Représenter des formules développées et semi-développées correspondant à des modèles moléculaires

Savoir qu'à une formule brute peuvent correspondre plusieurs formules semi-développées

Utiliser des modèles moléculaires et des logiciels de représentation

 

fichier joint

information(s) technique(s) : texte au format .doc

taille : 378 kio ;

ressource(s) principale(s)

Nouveaux_programmes_santé_58.jpg ressources pour le programme de seconde 2010 - la santé 05/04/2010
les productions nouvelles pour le programme 2010 sur le thème de la santé.
réforme, tronc, 2nde, 2de, santé

documents complémentaires

notice
tutoriel animé 1 de prise en main rapide du logiciel  Avogadro.
tutoriel animé 2 (compléments).

fiche de présentation du logiciel  Avogadro.

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physique chimie - Rectorat de l'Académie de Nantes