ACTIVITÉ  2NDE  

THÈME  :  SPORT/MATÉRIAUX  ET  MOLÉCULES    DANS  LE  SPORT  GROUPES  CARACTÉRISTIQUES  

 Dans  le  domaine  du  sport,  de  nombreuses  molécules  sont  mise  en  jeu,  que  ce  soit  au  niveau  du  corps  humain,  ou  dans  les  matériaux  utilisés  pour  les  pratiques  sportives.  Exemples  de  quelques  molécules  du  sport  

Amphétamine   Acide  Lactique   Dopamine  

     

Formules  brutes        

I.  RECHERCHE  DOCUMENTAIRE  :  Faire  une  recherche  documentaire  sur  Internet  afin  de  trouver  les  propriétés  des  molécules  suivantes  :    

Nom   Propriétés  et  effets  

Amphétamine  

Stimulant du système nerveux central, stupéfiant, connu sous le nom de speed. Effets recherchés par les sportifs: • augmentation de l'endurance • sensation d'augmentation de la concentration • euphorie et bien-être Effets indésirables: • accélération du rythme cardiaque (tachycardie) • insomnies, crises d'angoisse et état dépressif • affaiblissement, amaigrissement, immunodépression • troubles de l'humeur : nervosité, irritabilité, anxiété... • troubles psychiques : psychose, paranoïa, action hallucinogène • problèmes érectiles majeurs  

Créatine  

Elle joue un rôle dans l’apport d’énergie aux cellules musculaires et dans la contraction musculaire. La créatine ne fait pas partie de la liste des produits dopants selon le code mondial antidopage (code appliqué en France). Effets recherchés par les sportifs: • augmentation de la masse musculaire, alors qu'il s’agit plus d’une augmentation de la masse d’eau dans le muscle transportée par les molécules de créatine! La prise de créatine entraîne un risque de déshydratation.  

Acide  ascorbique  

Acide organique ayant des propriétés antioxydantes. Il est présent dans les citrons, les jus de fruits et les légumes frais. C'est la vitamine C - Participe activement aux défenses anti-oxydantes. C’est à dire, lutte contre les radicaux libres et favorise la récupération. - Intervient dans le métabolisme énergétique en favorisant le stockage de Glycogène. - Conditionne l’absorption du Fer et de nombreux minéraux (Oxydoréduction du Fer). -Participe à la synthèse de nombreuses hormones, des tissus cellulaires, du collagène.  

Fructose  

Effets recherchés par les sportifs: • compenser les pertes énergétiques dues au stress dans les heures qui précèdent une épreuve, tout en assurant une stabilité glycémique. • Durant l'effort il permet d'améliorer l'apport énergétique des boissons en complétant les apports de glucose.  

Dopamine  

Stimulant du système nerveux central. La dopamine est produite dans différentes aires cérébrales. La dopamine est le précurseur de l'adrénaline. Effets recherchés par les sportifs: • augmentation de la concentration, l'attention • diminuer artificiellement la sensation de fatigue Effets indésirables: • trouble du rythme cardiaque, hypertension artérielle • agressivité • accoutumance et dépendance  

 

II  REPRÉSENTATION  DES  MOLÉCULES    

Nom  de  la  molécule   Modèle  moléculaire   Formule  semi-­‐développée  

Amphétamine  

   

Fructose  

   

Dopamine  

     

 Atome   H   O   N   C  

Nombre  de  liaisons   1   2   3   4  

 

III  MOLÉCULES  ISOMÈRES  On  considère  les  deux  molécules  ci-­‐dessous  ;  écrire  sous  chacune  d’elles  sa  formule  brute  

       

-­‐ Comparer  ensuite  les  différentes  formules  écrites  :    -­‐ Avez-­‐vous  écrit  la  même  formule  brute  ?Les  formules  brutes  sont  identiques  -­‐ Les  formules  développées  sont  elles  identiques  ?les  formules  développées  sont  différentes  -­‐ S’agit  il  des  mêmes  molécules    l’enchaînement  des  atomes  est  différents,  ce  sont  donc  des  molécules  

différentes  -­‐ Deux  molécules  de  même  formule  brute  ont-­‐elles  forcément  la  même  formule  développée  ?  Non  une  

formule  brute  ne  correspond  pas  forcément  à  une  seule  molécules  Les  deux  molécules  précédentes  sont  dites  «  molécules  isomères  ».    -­‐ Proposer  une  définition  au  terme  de  «  molécules    isomères  ».Des  molécules  isomères  sont  des  

molécules  ayant  la  même  formule  brute  mais  des  formules  développées  différentes                          

IV.  GROUPES  CARACTÉRISTIQUES  E  FAMILLES  DE  MOLÉCULES    a) Entourer  à  partir  des  formules  semi-­‐développées  de  l’amphétamine,  du  fructose  et  de  la  dopamine,  les  

groupes  caractéristiques  présents  dans  ces  molécules  b) groupe  caractéristique  

On  appelle  groupe  caractéristique  d’une  molécule,  les  atomes  ou  groupe  d’atomes  qui  ne  sont  pas  des  atomes  de  carbone  ou  d’hydrogène  liés  par  simple  liaison.  (  C-­‐C  ou  C-­‐H)  

 Exemple  la  molécule  d’éthanol  

Formule  brute  

Formule développés Formule semi-développées

Formule topologique

C2H6O   C

H

H

C

H

H

H O H

 CH2CH3 OH    

La  molécule  d’éthanol  renferme  le  groupe  caractéristique  hydroxyle  que  l’on  notera    -­‐  OH  c) famille  de  molécules  

Les  molécules  possédant  un  même  groupe  caractéristique  appartiennent  à  une  même  famille.  Ces  groupes  caractéristiques  confèrent  aux  molécules  une  partie  de  leur  propriétés  physicochimiques,  et  permettent  de  classer  les  molécules  dans  des  familles  particulières.  Ce sont  notamment  ces  groupes  caractéristiques  qui  sont  à  l'origine  des  propriétés  thérapeutiques  des  principes  actifs  présents  dans  les  médicaments.  Des  molécules  qui  possèdent  les  mêmes  groupes  caractéristiques  pourront  avoir  des  propriétés  chimiques  proches  Les acides carboxyliques sont des molécules possédant le groupe carboxyle. Elles ont des propriétés acides. Exemples

Acide citrique Acide formique

L'acide  citrique  (présent  dans  le  citron)  et  l'acide  formique  (sécrété  par  les  fourmis)  sont  des  molécules  différentes  qui  présentent  toutes  les  deux  un  groupe  carboxyle.  Elles  appartiennent  à  la  même  famille  de  molécules  et  ont  des  propriétés  communes  

Principaux  groupes  caractéristiques  et  familles    de  molécules  correspondantes  Nom  du  groupe   hydroxyle   Amine   Etheroxyde   Carbonyle     Carboxyle     Ester     Amide    

Formule  du  groupe              

 

 Nom  de  la  famille     Alcool   Amine   Éther  

Aldéhyde ou

Cétone

Acide carboxylique Ester   Amide  

d) Entourer  à  partir  des  formules  semi-­‐développées  de  l’amphétamine,  du  fructose  et  de  la  dopamine,  les  groupes  caractéristiques  présents  dans  ces  molécules  Voici  les  formules  développées  ou  semi-­‐développées  de  différentes  molécules,  ces  molécules  appartiennent  à  des  familles  différentes    

C

H

H

H O H

 

C C

H

H

H

H  

C

O

O C

H H

H

H  

C C

O

O H

H

H

H

 méthanol   éthène   méthanoate  de  méthyle   acide  éthanoïque  

C

H

H

H N

H

H  

C CC

H

H

H

H

H

HO  

C C

OH

H

C

H

H

H

H  

C

H

H

C

H

H

H O H

 méthanamine   propanone   propanal   éthanol  

C

O

O H

H

 C C

H

H H

C

H

H

H

 

C C

O

O

H

H C

H

H

H

H

 

C

H

H

C

H

H

H N

H

H

 

acide  méthanoïque   propène   éthanoate  de  méthyle   éthylamine  

C C

O

O H

H

H

C

H

H

H

 C CC

H

H

H

H

HO

C

H

H

H  C

H

H

ClH

 C C

H

H H

C

H

H

C

H

H

H

 acide  propanoïque   butanone   chlorométhane   but-­‐1-­‐ène  

 

e) Compléter    le  tableau    en  utilisant  autant  de  lignes  que  de  groupes  identifiés  :  

Famille  Formule  du  groupe  

caractéristique  Nom  des  molécules  appartenant  à  la  famille  

1  alcool    

Méthanol     Éthanol      

2  amine    

Méthanamine     Éthylamine      

3  étheroxyde      

     

4  cétone  

 propanone   butanone    

5  aldéhyde  

 propanal      

6  acide  

carboxylique    Acide  méthanoïque   Acide  éthanoïque   Acide  propanoïque  

7  amide    

     

8  alcène    

Éthène     But-­‐1-­‐ène      

V.  EXERCICES      

a) Entourer les groupes caractéristiques sur l'image ci-dessous. Vous nommerez également les groupes caractéristiques mis en évidence. Attention aux pièges !! (il n'y a pas de groupe carbonyle dans l'acide acétylsalicylique, par exemple) Le reste de la molécule (constitué uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène) est appelée chaîne carbonée. La nature de la chaîne carbonée modifie aussi les propriétés de la molécule.

 Groupes  mis  

en    évidence  

1  Amines    

hydroxyle  

Ester    

carboxyle  

Amide    

hydroxyle  

Amine    

Amide    

Amide    

Amide  famille   Amine  et  alcool   Ester  et  acide  

carboxylique  Amide  et  alcool   Amine  et  amide     Amides  

Formules  brutes  

C9H14N2O C9H8O4   C8H9NO2 C14H22N2O2

  C7H10N2O2  

b) Donner  les  formules  brutes  et  semi-­‐développées  des  molécules  ci-­‐dessous  c) Entourer  les  groupes  caractéristiques  et  nommer  les    d) Indiquer  à  quelle  (s)  famille(s)  appartienne  chacune  des  ses  molécules  e) Comment  peut  on  qualifier  ces  molécules  ?ces  molécules  sont  isomères  elles  ont  même  formule  brute  

mais  des  formules  semi-­‐développée  différente    

C3H6O2 C3H6O2 C3H6O2

1 groupe carboxyle 1 groupe carbonyle 1 groupe hydroxyle

2 groupe hydroxyle

Famille des acides carboxyliques

Famille des aldéhyde et famille des alcool

Famille des alcools (diols)