Exercices par capacités · Première générale
Dernière mise à jour : 21 juin 2026
Citer les trois types de chaînes carbonées et préciser, pour chacun, comment les atomes de carbone sont disposés.
Donner la formule brute des molécules dont la formule semi-développée est : (a) \(CH_3{-}CH_3\) ; (b) \(CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3\).
La formule topologique ci-dessous représente une molécule. Chaque extrémité et chaque sommet du zig-zag est un atome de carbone. Déterminer le nombre d'atomes de carbone, puis la formule brute (sachant que la molécule ne comporte que des liaisons simples C–C et des liaisons C–H).
Le zig-zag comporte 4 segments, donc 5 sommets/extrémités : la molécule a 5 atomes de carbone.
Chaque carbone complète ses 4 liaisons par des H. Les 2 carbones des extrémités portent 3 H chacun, les 3 carbones intérieurs portent 2 H chacun : \(2\times3+3\times2=6+6=12\) hydrogènes.
Formule brute : \(C_5H_{12}\) (c'est le pentane).
Donner la formule semi-développée du propane (chaîne linéaire de 3 carbones, liaisons simples). Combien d'atomes d'hydrogène comporte-t-il ?
Formule semi-développée : \(CH_3{-}CH_2{-}CH_3\).
Nombre d'hydrogènes : \(3+2+3=8\) H. Formule brute : \(C_3H_8\).
Rappeler les préfixes correspondant au nombre de carbones, puis nommer les alcanes linéaires à 1, 2 et 3 carbones.
| Nombre de C | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Préfixe | méth | éth | prop | but | pent | hex |
Un alcane = préfixe (nombre de C) + suffixe -ane.
Nommer les alcanes linéaires suivants : (a) \(CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3\) ; (b) \(CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3\).
Nommer les alcools suivants : (a) \(CH_3{-}CH_2{-}OH\) ; (b) \(CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}OH\).
Un alcool porte un groupe \(-OH\) : on remplace le « -e » de l'alcane par le suffixe -ol, précédé du numéro du carbone portant le \(-OH\).
La molécule ci-dessous est une chaîne de 3 carbones portant une ramification méthyle (–CH₃) sur le carbone central. Sa formule semi-développée est \(CH_3{-}CH(CH_3){-}CH_3\). Donner son nom.
La chaîne principale (la plus longue) compte 3 carbones → propane.
Elle porte une ramification méthyle sur le carbone n°2 → préfixe 2-méthyl.
Nom : 2-méthylpropane (formule brute \(C_4H_{10}\)).
Associer chaque groupe caractéristique à sa famille fonctionnelle.
| Groupe | Famille (à compléter) |
|---|---|
| \(-OH\) | ? |
| \(-COOH\) | ? |
| \(-NH_2\) | ? |
Indiquer la famille fonctionnelle de chaque molécule : (a) \(CH_3{-}CH_2{-}OH\) ; (b) \(CH_3{-}COOH\) ; (c) \(CH_3{-}CH_2{-}NH_2\).
Distinguer un aldéhyde d'une cétone. Donner la famille de : (a) \(CH_3{-}CH_2{-}CHO\) ; (b) \(CH_3{-}CO{-}CH_3\).
Le groupe carbonyle \(C=O\) en bout de chaîne (avec un H) caractérise un aldéhyde (–CHO) ; entre deux carbones, il caractérise une cétone.
Le schéma ci-dessous montre les groupes caractéristiques de trois molécules. Pour chacune, donner la famille fonctionnelle.
Définir ce que sont deux isomères de constitution.
Deux molécules sont isomères de constitution lorsqu'elles ont la même formule brute mais une structure différente (les atomes sont enchaînés autrement). Elles portent souvent des noms et des propriétés différents.
Les molécules \(CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3\) (butane) et \(CH_3{-}CH(CH_3){-}CH_3\) (2-méthylpropane) sont-elles des isomères ? Justifier en comparant leurs formules brutes.
Butane : 4 C et 10 H → \(C_4H_{10}\). 2-méthylpropane : 4 C (3 dans la chaîne + 1 ramification) et \(3+1+3+3=10\) H → \(C_4H_{10}\).
Même formule brute (\(C_4H_{10}\)) mais structures différentes (l'une linéaire, l'autre ramifiée) : ce sont bien des isomères de constitution.
Pour la formule brute \(C_3H_8O\), on connaît deux alcools isomères. Donner leurs formules semi-développées et leurs noms.
La chaîne a 3 carbones et un groupe \(-OH\). Le \(-OH\) peut être porté par le carbone 1 ou le carbone 2 :
Même formule brute \(C_3H_8O\), structures différentes : ce sont des isomères de constitution.
Deux molécules de formule brute \(C_2H_6O\) existent : l'éthanol \(CH_3{-}CH_2{-}OH\) (un alcool) et le diméthyléther \(CH_3{-}O{-}CH_3\). Vérifier qu'elles ont la même formule brute et expliquer pourquoi ce sont des isomères de familles différentes.
Éthanol : 2 C, 6 H, 1 O → \(C_2H_6O\). Diméthyléther : 2 C, \(3+3=6\) H, 1 O → \(C_2H_6O\). Même formule brute. ✓
Leurs structures diffèrent : dans l'éthanol l'oxygène est dans un groupe \(-OH\) (alcool) ; dans le diméthyléther l'oxygène relie deux carbones (\(C{-}O{-}C\)). Ce sont des isomères de constitution, et leurs groupes étant différents, ils appartiennent à des familles différentes (d'où des propriétés différentes).