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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
Amphétamine
Créatine
Acide ascorbique
Fructose
Dopamine
II REPRÉSENTATION DES MOLÉCULES
Propriétés et effets 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 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 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. 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. 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
Nom de la molécule
Modèle moléculaire
Formule semi-‐développée
Amphétamine
Fructose
Dopamine
Atome H O N C Nombre de 1 2 3 4 liaisons 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 semiFormule Formule Formule développés développées topologique brute C2H6O
H
H
H C
C
H
H
O
H
H3C
CH2
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 hydroxyle Amine Etheroxyde Carbonyle Carboxyle Ester Amide groupe Formule du groupe Aldéhyde Nom de la Acide Alcool Amine Éther ou Ester Amide carboxylique famille Cétone 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
H H C
H O
H
H
C
H
méthanol H H
H
H C
N
H
H C
C
H
H
C
H
H
O
C
H C
H
H
H
H
C
H C H
H
C
C
H
H
O
H
H
butanone
H
C
H chlorométhane
O
H
H
H éthanol H
H C
C
H
H
H
Cl
C
H
éthanoate de méthyle H
C
O
acide éthanoïque H H
H O
C
H
O C
O
C
H
C
acide propanoïque
C H
H C H
C
H
propène
H
H
H H propanal
H
H
H
C O
H
C
C
méthanoate de méthyle H H O
H
acide méthanoïque H
C
H H
éthène H C
H
C O
H O H propanone
C
H
C
H
O
H
H
H C
H H méthanamine O
O
H
H
N H
éthylamine H H C H
C
H
C
C
H
H
H
but-‐1-‐ène
H
e) Compléter le tableau en utilisant autant de lignes que de groupes identifiés : Formule du Famille groupe Nom des molécules appartenant à la famille caractéristique 1 alcool 2 amine
5 aldéhyde 6 acide carboxylique 7 amide 8 alcène
V. EXERCICES
Éthanol
Méthanamine
Éthylamine
propanone
butanone
propanal
Acide méthanoïque
Acide éthanoïque
Acide propanoïque
Éthène
But-‐1-‐ène
3 étheroxyde 4 cétone
Méthanol
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 1 Amines en évidence hydroxyle famille Amine et alcool Formules brutes b) c) d) e)
C9H14N2O
Ester carboxyle Ester et acide carboxylique
Amide hydroxyle Amide et alcool
Amine Amide Amine et amide
Amide Amide Amides
C9H8O4
C8H9NO2
C14H22N2O2
C7H10N2O2
Donner les formules brutes et semi-‐développées des molécules ci-‐dessous Entourer les groupes caractéristiques et nommer les Indiquer à quelle (s) famille(s) appartienne chacune des ses molécules 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)
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