Dans cette vidéo, nous allons vous introduire la chimie organique. Elle s’étudie sur des molécules composées de carbones et d’hydrogènes car c’est la chimie du « vivant ». En plus du carbone et de l’hydrogène, nous pourrons rencontrer des hétéroatomes (soufre, oxygène, azote…) qui permettront les différentes réactions (rupture ou création de liaisons…). Au concours, elle correspond globalement à la moitié des questions en chimie. Elle est composée en monographie avec par exemple un chapitre sur les alcènes, les alcools, les amines, les acides carboxyliques ou encore les esters. Pour chaque famille de molécule, il faudra donc connaître une dizaine de réactions et apprendre à déterminer si une réaction peut être prédite.
Cette chimie va être également très importante au quotidien car elle va permettre de fabriquer des polymères utilisés dans les matières plastiques, les textiles ou encore les médicaments. Ses réserves sont trouvées dans le pétrole, on cherche donc aujourd’hui à créer des polymères plus renouvelables.
En chimie organique, nous n’avons pas que des composés organiques qui interviennent. Par exemple le dioxygène, minéral, peut oxyder des molécules sans pour autant être organique. Ces différents composés sont appelés inorganiques.
Nous allons finalement voir dans cette vidéo quelles sont les grandes familles de réactifs intervenant dans ces réactions chimiques.
Nous commençons par un exemple de réaction organique par lequel nous introduisons les notions de site nucléophile et de site électrophile. C’est une des grandes réactions en chimie organique : un site nucléophile vient agir sur un site électrophile. Dans une réaction chimique organique, nous avons comme dans toute réaction des réactifs et des produits avec souvent des sous-produits et une conservation des éléments chimiques. On remarque que, souvent, le réactif est marqué en haut de la flèche de réaction et que le sous-produit n’est pas indiqué.
Nous allons maintenant voir quelles sont les grandes familles de réactions. Nous en avons vu une avec l’exemple cité ci-dessus : les électrophiles et les nucléophiles mais il en existe d’autres comme les acides et les bases ou encore les réducteurs et les oxydants.
Il existe deux grandes définitions des acides et des bases. Nous voyons en premier celle de Brönsted, puis celle de Lewis. Nous donnons ensuite un exemple de réaction entre un acide et une base de Lewis : il n’y a pas d’échange de protons contrairement au couple acide/base de Brönsted.
Un oxydant est une espèce qui cherche à capter un ou plusieurs électrons pour se transformer en son réducteur associé : c’est une réduction. A l’inverse, si l’on part du réducteur qui va perdre des électrons pour se transformer en son oxydant associé on fait une oxydation. Nous voyons ensuite des exemples de réactions minérales et organiques. Nous remarquons que l’on peut reconnaitre l’oxydant par sa localisation du côté des électrons.
Nous avons parlé de ces deux types de molécules en introduction : le nucléophile est riche en électrons, tandis que l’électrophile en est pauvre. Nous donnons ensuite des exemples de nucléophiles et d’électrophiles. Des espèces nucléophiles vont s’intéresser à des sites électrophiles : cela fait partie des types de réactions classiques au concours.
En chimie organique nous avons donc des espèces pauvres en électrons opposées à des espèces riches en électrons.
Nous allons maintenant voir les grandes familles de réactions à connaître.
Nous introduisons cette notion par un exemple de réaction avec une espèce riche et une espèce pauvre. Nous avons un nucléophile qui prend la place d’un autre groupe dans une molécule : on parle donc de substitution nucléophile.
Nous introduisons les additions par un exemple. Nous avons une liaison double fragile qui peut être rompue : on a donc, avec une addition, la rupture de cette liaison et l’addition de nouveaux éléments sur la molécule. On obtient un produit à partir de deux réactifs.
Nous verrons qu’il y a certaines familles de réactifs qui vont plutôt conduire à des substitutions ou des additions.
Nous introduisons encore une fois la notion par un exemple de réaction : une déshydratation qui est un cas revenant souvent au concours. Au contraire de l’addition, nous formons deux produits à partir d’un réactif : ce sont les exactes inverses.
Avec ces différentes réactions, nous touchons à plusieurs monographies, ou grands groupes fonctionnels et pour chacun de ces groupes nous verrons les réactions types. Suivant les facs, il pourra y avoir d’autres grandes familles de réaction mais les trois citées ci-dessus sont les plus essentielles.