Au programme de ce chapitre
- I. Alcanes et alcènes : les familles
- II. Propriétés physiques
- III. Réactivité : substitution et addition
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Un hydrocarbure est un composé formé uniquement de carbone et d'hydrogène. Dans toutes les molécules organiques, le carbone forme 4 liaisons et l'hydrogène 1 liaison.
- Un alcane ne contient que des liaisons simples C–C : on dit qu'il est saturé. Formule générale : CnH2n+2.
- Un alcène contient une double liaison C=C : il est insaturé. Formule générale : CnH2n (avec n ≥ 2).
Un exemple corrigé
Exemple Trois façons d'écrire le propane :
- formule brute : C3H8 (elle donne seulement le nombre d'atomes) ;
- formule semi-développée : CH3–CH2–CH3 (elle montre les liaisons entre carbones) ;
- formule développée : toutes les liaisons sont dessinées, y compris les 8 liaisons C–H.
Lexique
- hydrocarbure
- composé formé uniquement de carbone et d'hydrogène
- saturé
- qui ne contient que des liaisons simples C–C
- addition
- réaction où une double liaison s'ouvre pour fixer deux nouveaux atomes
- substitution
- réaction où un atome est remplacé par un autre
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — une formule avec un nombre impair d'hydrogènes. Une formule comme C4H9 est impossible pour une molécule d'hydrocarbure. Le carbone a 4 liaisons, donc le nombre d'hydrogènes d'un alcane ou d'un alcène est toujours pair. Si tu trouves un nombre impair, recompte.
Piège — croire qu'un alcane réagit avec le dibrome à l'obscurité. Un alcane est peu réactif : pour qu'il réagisse avec le dibrome par substitution, il faut de la lumière. Un alcène, lui, décolore l'eau de brome tout de suite, même à l'obscurité. La rapidité de la décoloration permet de les distinguer.
Attention Une formule semi-développée doit toujours respecter les 4 liaisons du carbone. CH3–CH–CH3 est faux : le carbone du milieu n'a que 3 liaisons. Il faut écrire CH3–CH2–CH3. Et dans l'éthène, ce n'est pas CH3=CH3 mais CH2=CH2.
L'astuce du prof
Astuce. Pour vérifier une formule d'alcane, compare ses hydrogènes à 2n + 2. Pour un alcène, compare-les à 2n. Un seul calcul suffit pour trouver la famille.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Formules brutes à partir du nom
Donne la formule brute : a) du nonane (alcane à 9 carbones) ; b) de l'octène (alcène à 8 carbones) ; c) de l'alcane qui possède 14 atomes d'hydrogène. Donne aussi son nom.
Voir la correction
Je remplace n dans la formule générale. a) C9H20, car 2 × 9 + 2 = 20. b) Pour un alcène, il y a 2n = 16 hydrogènes : C8H16. c) 2n + 2 = 14 donne n = 6 : c'est l'hexane C6H14.
Exercice 2 — Formules correctes ou impossibles ?
Parmi les formules semi-développées suivantes, lesquelles sont correctes ? Justifie en comptant les liaisons de chaque carbone. a) CH3–CH2–CH2 ; b) CH2=CH–CH2–CH3 ; c) CH3=CH2.
Voir la correction
Voyons chaque carbone. a) Le dernier carbone n'a que 2 H et une liaison vers le voisin : il n'a que 3 liaisons, la formule est fausse (il faut CH3–CH2–CH3). b) Chaque carbone a 4 liaisons : c'est correct, c'est le but-1-ène. c) Le carbone de CH3 aurait 3 + 2 = 5 liaisons : impossible. La formule juste est CH2=CH2.