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Vidéo de question : Rappel de la formule générale d’un groupe de composés à l’aide d’une formule développée Chimie

Quelle est la formule générale du groupe de composés auquel se rapporte la formule développée suivante?

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Transcription de vidéo

Quelle est la formule générale du groupe de composés auquel se rapporte la formule développée suivante?

Tout d’abord, nous devons savoir ce qu’est une formule générale. Une formule générale est une formule mathématique simple qui décrit l’abondance de différents éléments dans un composé. Commençons par examiner la formule générale des alcanes. Voici les formules développées pour trois exemples d’alcanes. En comptant le nombre d’atomes de carbone, nous découvrons que leurs noms sont méthane, éthane et hexane. Chacune de ces molécules a une formule brute différente. Le méthane a un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène. Il a donc pour formule brute CH4. L’éthane a pour formule brute C2H6 et l’hexane a pour formule brute C6H14.

Les formules que nous avons obtenues sont spécifiques à chaque molécule. Mais nous cherchons la formule générale. La formule générale des alcanes linéaires et ramifiés est C𝑛H2𝑛+2, où 𝑛 est le nombre d’atomes de carbone. Cela signifie donc que dans une molécule d’alcane linéaire, le nombre d’atomes d’hydrogène est le double du nombre d’atomes de carbone plus deux.

Vérifions que cette formule générale s’applique aux exemples de molécules d’alcanes. Le méthane a un atome de carbone, donc 𝑛 est égal à un. Lorsque nous substituons 𝑛 par un, nous obtenons C1H2×1+2 ce qui nous donne C1H2+2, ce qui est équivalent à CH4. CH4 est la formule brute du méthane. Nous savons donc que cette formule générale fonctionne pour le méthane. De même, si nous substituons 𝑛 par deux pour l’éthane, nous obtenons C2H6. Ceci est la formule brute de l’éthane. Nous savons donc que la formule générale fonctionne aussi pour cet alcane.

La substitution de 𝑛 par six dans la formule générale nous donne la formule moléculaire de l’hexane. La formule générale s’applique donc à ces trois molécules et à tous les autres alcanes linéaires. Lorsque les formules développées sont dessinées comme ceci, il est assez facile de voir d’où vient la formule générale. Si nous avons un nombre 𝑛 d’atomes de carbone, alors nous aurons également 𝑛 atomes d’hydrogène au-dessus de ces atomes de carbone, 𝑛 atomes d’hydrogène en dessous de ces atomes de carbone, ce qui nous donne jusqu’ici deux 𝑛 atomes d’hydrogène. Et chaque molécule possède un atome d’hydrogène supplémentaire relié à chaque extrémité, ce qui nous donne le plus deux.

Nous avons maintenant confirmé que la formule générale d’un alcane linéaire est C𝑛H2𝑛+2. Mais la molécule qui nous est donnée dans la question est un alcène car il s’agit d’un hydrocarbure contenant une double liaison carbone-carbone. Et il est monoinsaturé car il ne contient qu’une seule double liaison carbone-carbone. Dessinons les formules développées pour quelques alcènes monoinsaturés.

Les alcènes représentés ont respectivement deux, trois, quatre et neuf atomes de carbone. Le nom de la première molécule est donc éthène. Le second est un propène. Le troisième est un butène. Et le quatrième est un nonène. Si nous comptons aussi le nombre d’atomes d’hydrogène qu’elles contiennent, nous constatons que ces molécules ont les formules brutes C2H4, C3H6, C4H8 et C9H18. Si nous prêtons une attention particulière à ces formules brutes, nous verrons que le nombre d’atomes d’hydrogène est le double du nombre d’atomes de carbone. Donc, pour chaque 𝑛 atome de carbone, il y a deux 𝑛 atomes d’hydrogène. Par conséquent, la formule générale pour les alcènes monoinsaturés est C𝑛H2𝑛.

Comme il s’agit de la formule générale du groupe de composés auquel se rapporte la molécule de la question, ceci est notre réponse. Mais juste pour confirmer, vérifions que cette formule générale fonctionne pour la molécule donnée dans la question. La molécule de la question a six atomes de carbone. Donc 𝑛 est égal à six. Si nous remplaçons 𝑛 par six dans la formule générale, nous obtenons C6H6×2. Ce qui est équivalent à C6H12. Si nous comptons tous les atomes d’hydrogène dans cette molécule, nous constatons qu’il y en a 12. Nous pouvons donc être sûrs que la formule générale C𝑛H2𝑛 est la formule générale des alcènes monoinsaturés, qui est le groupe de composés auquel se rapporte la formule développée de la question. Notre réponse finale est donc C𝑛H2𝑛.

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