chapitre 2 L’organisation chimique fondamentale de la vie 47
niveaU 2 : appLication et anaLYse
6. On peut représenter les atomes en précisant le nombre de leurs
protons, de leurs neutrons et de leurs électrons ; par exemple, 2p
1 ;
2n
0 ; 2e
2 correspond à l’hélium. Parmi les expressions suivantes,
laquelle représente l’isotope
18 O de l’oxygène ?
a) 6p
1 ; 8n
0 ; 6e
2
d) 7p
1 ; 2n
0 ; 9e
2
b) 8p
1 ; 10n
0 ; 8e
2
e) 10p
1 ; 8n
0 ; 9e
2
c) 9p
1 ; 9n
0 ; 9e
2
7. Le numéro atomique du soufre est 16. Le soufre se combine à
l’hydrogène par une liaison covalente pour former un composé,
le sulfure d’hydrogène. En vous basant sur le nombre d’électrons
de valence du soufre, déterminez la formule moléculaire du composé.
a) HS
b) HS 2
c) H 2 S
d) H 3 S 2
e) H 4 S
8. Quels coefficients faut-il placer devant les produits de cette réaction
pour tenir compte de tous les atomes qui y participent ?
C 6 H 12 O 6 →
C 2 H 6 O 1
CO 2
a) 1 ; 2
b) 3 ; 1
c) 1 ; 3
d) 1 ; 1
e) 2 ; 2
9. FAItes un dessIn Dessinez des diagrammes de Lewis pour
chacune des molécules hypothétiques ci-dessous. Pour chaque atome,
utilisez le bon nombre d’électrons de valence. Déterminez quelle
molécule est le plus susceptible d’exister parce que le dernier niveau
énergétique de chaque atome est saturé et que chaque liaison possède
le bon nombre d’électrons. Expliquez ce qui rend les autres molécules
impossibles, considérant le nombre de liaisons que chaque atome
peut établir.
C
O C H
O
O
H
H
C
H
H
a)
b)
H
C
O
H
H
H
C
H
c)
N H
H
O
d)
niveaU 3 : sYnthèse et évaLUation
10. lIen AveC l’évolutIon
Les éléments qui composent naturellement le corps humain (voir
le tableau 2.1) se trouvent dans les mêmes pourcentages dans les
autres organismes. Expliquez cette similitude entre les organismes.
11. IntéGrAtIon
Chez le bombyx du mûrier (Bombyx mori), les femelles attirent les
mâles en répandant des substances chimiques particulières dans
l’air. Un mâle se trouvant à des centaines de mètres peut se diriger
vers la source de ces molécules, qu’il détecte grâce à des antennes en
forme de peignes (photographie
ci-contre). Chaque filament des
antennes est muni de milliers
de cellules réceptrices qui
détectent le messager chimique.
En vous basant sur ce que vous
avez appris dans ce chapitre,
formulez des hypothèses qui
vous amèneront à expliquer
la capacité du papillon mâle
à détecter la présence dans
l’air d’une molécule spécifique
parmi de nombreuses autres.
Concevez une expérience
permettant de vérifier une
de ces hypothèses.
12.
éCrIvez un teXte
Un jour, un riche industriel s’est exclamé : « C’est faire preuve
de paranoïa et d’ignorance que de s’inquiéter de la contamination
de l’environnement par les déchets chimiques industriels ou
agricoles. Après tout, ces substances sont composées des mêmes
atomes que ceux qui sont déjà présents dans notre environnement ! » En faisant appel aux connaissances que vous avez acquises
sur la répartition des électrons, la liaison chimique et le thème
des propriétés émergentes (p. 3 à 5), rédigez un court essai
(de 100 à 150 mots) pour réfuter cet argument.
Réponses du chapitRe 2
Questions des figures
Figure 2.2 La différence la plus importante dans les résultats serait que les
deux jeunes pousses de Cedrela à l’intérieur de chaque jardin présentent des
quantités semblables de tissu foliaire nécrosé parce qu’un produit chimique
toxique libéré des arbres de l’espèce Duroia atteindrait probablement les
jeunes pousses par la voie des airs ou du sol et ne serait pas bloqué par la
barrière insecticide. Les pousses de Cedrela plantées à l’extérieur des jardins
ne présenteraient pas de dommages à moins que les arbres de l’espèce
Duroia soient à proximité. De plus, on n’observerait probablement pas que
des fourmis présentes sur les pousses de Cedrela non protégées injectent un
produit dans les feuilles. Cependant, on trouverait probablement encore
de l’acide formique dans les glandes des fourmis, comme chez la plupart
des espèces de fourmis. Figure 2.9 Numéro atomique 5 12 ; 12 protons,
12 électrons ; 3 couches électroniques ; 2 électrons de valence.
Figure 2.16 Une des réponses possibles :
Figure 2.19 La plante est immergée dans l’eau (H 2 O), dans laquelle
le CO 2 est dissous. L’énergie du Soleil est utilisée pour fabriquer du sucre
présent dans la plante, qui peut lui servir de nutriment ainsi qu’aux
animaux qui se nourrissent de la plante. Le dioxygène (O 2 ) est présent
dans les bulles.
retour sur le concept 2.1
1. Le sel de table (chlorure de sodium) est composé de sodium et de
chlore. Le composé est comestible, ce qui montre que ses propriétés sont
différentes de celles d’un métal (sodium) et d’un gaz toxique (chlore).
2. Oui, parce qu’un organisme a besoin des éléments trace, même s’ils
sont présents seulement en infimes quantités. 3. Une personne présentant
une carence en fer souffrira probablement de fatigue et d’autres effets
dus à un faible taux d’oxygène sanguin. (Cet état est appelé anémie et
peut résulter également d’une quantité trop faible de globules rouges ou
d’une hémoglobine anormale.) 4. Les variantes ancestrales des plantes
qui pourraient tolérer les éléments toxiques pourraient pousser et se
reproduire sur des sols de serpentine. (On ne s’attendrait pas que les
plantes bien adaptées aux sols sans serpentine survivent dans un tel
environnement.) Les descendants des variantes présenteraient également
un certain nombre de variations, qui favoriseraient leur capacité de se
développer sur des sols de serpentine, de croître et de se reproduire plus
facilement. Après de nombreuses générations, ce processus a probablement conduit aux espèces adaptées à la serpentine que nous observons
aujourd’hui.
retour sur le concept 2.2
1. 7. 2.
15
7 N 3. Neuf électrons ; deux couches électroniques ; 1s, 2s et trois
orbitales 2p ; un électron célibataire nécessaire pour combler le dernier
niveaU 2 : appLication et anaLYse
6. On peut représenter les atomes en précisant le nombre de leurs
protons, de leurs neutrons et de leurs électrons ; par exemple, 2p
1 ;
2n
0 ; 2e
2 correspond à l’hélium. Parmi les expressions suivantes,
laquelle représente l’isotope
18 O de l’oxygène ?
a) 6p
1 ; 8n
0 ; 6e
2
d) 7p
1 ; 2n
0 ; 9e
2
b) 8p
1 ; 10n
0 ; 8e
2
e) 10p
1 ; 8n
0 ; 9e
2
c) 9p
1 ; 9n
0 ; 9e
2
7. Le numéro atomique du soufre est 16. Le soufre se combine à
l’hydrogène par une liaison covalente pour former un composé,
le sulfure d’hydrogène. En vous basant sur le nombre d’électrons
de valence du soufre, déterminez la formule moléculaire du composé.
a) HS
b) HS 2
c) H 2 S
d) H 3 S 2
e) H 4 S
8. Quels coefficients faut-il placer devant les produits de cette réaction
pour tenir compte de tous les atomes qui y participent ?
C 6 H 12 O 6 →
C 2 H 6 O 1
CO 2
a) 1 ; 2
b) 3 ; 1
c) 1 ; 3
d) 1 ; 1
e) 2 ; 2
9. FAItes un dessIn Dessinez des diagrammes de Lewis pour
chacune des molécules hypothétiques ci-dessous. Pour chaque atome,
utilisez le bon nombre d’électrons de valence. Déterminez quelle
molécule est le plus susceptible d’exister parce que le dernier niveau
énergétique de chaque atome est saturé et que chaque liaison possède
le bon nombre d’électrons. Expliquez ce qui rend les autres molécules
impossibles, considérant le nombre de liaisons que chaque atome
peut établir.
C
O C H
O
O
H
H
C
H
H
a)
b)
H
C
O
H
H
H
C
H
c)
N H
H
O
d)
niveaU 3 : sYnthèse et évaLUation
10. lIen AveC l’évolutIon
Les éléments qui composent naturellement le corps humain (voir
le tableau 2.1) se trouvent dans les mêmes pourcentages dans les
autres organismes. Expliquez cette similitude entre les organismes.
11. IntéGrAtIon
Chez le bombyx du mûrier (Bombyx mori), les femelles attirent les
mâles en répandant des substances chimiques particulières dans
l’air. Un mâle se trouvant à des centaines de mètres peut se diriger
vers la source de ces molécules, qu’il détecte grâce à des antennes en
forme de peignes (photographie
ci-contre). Chaque filament des
antennes est muni de milliers
de cellules réceptrices qui
détectent le messager chimique.
En vous basant sur ce que vous
avez appris dans ce chapitre,
formulez des hypothèses qui
vous amèneront à expliquer
la capacité du papillon mâle
à détecter la présence dans
l’air d’une molécule spécifique
parmi de nombreuses autres.
Concevez une expérience
permettant de vérifier une
de ces hypothèses.
12.
éCrIvez un teXte
Un jour, un riche industriel s’est exclamé : « C’est faire preuve
de paranoïa et d’ignorance que de s’inquiéter de la contamination
de l’environnement par les déchets chimiques industriels ou
agricoles. Après tout, ces substances sont composées des mêmes
atomes que ceux qui sont déjà présents dans notre environnement ! » En faisant appel aux connaissances que vous avez acquises
sur la répartition des électrons, la liaison chimique et le thème
des propriétés émergentes (p. 3 à 5), rédigez un court essai
(de 100 à 150 mots) pour réfuter cet argument.
Réponses du chapitRe 2
Questions des figures
Figure 2.2 La différence la plus importante dans les résultats serait que les
deux jeunes pousses de Cedrela à l’intérieur de chaque jardin présentent des
quantités semblables de tissu foliaire nécrosé parce qu’un produit chimique
toxique libéré des arbres de l’espèce Duroia atteindrait probablement les
jeunes pousses par la voie des airs ou du sol et ne serait pas bloqué par la
barrière insecticide. Les pousses de Cedrela plantées à l’extérieur des jardins
ne présenteraient pas de dommages à moins que les arbres de l’espèce
Duroia soient à proximité. De plus, on n’observerait probablement pas que
des fourmis présentes sur les pousses de Cedrela non protégées injectent un
produit dans les feuilles. Cependant, on trouverait probablement encore
de l’acide formique dans les glandes des fourmis, comme chez la plupart
des espèces de fourmis. Figure 2.9 Numéro atomique 5 12 ; 12 protons,
12 électrons ; 3 couches électroniques ; 2 électrons de valence.
Figure 2.16 Une des réponses possibles :
Figure 2.19 La plante est immergée dans l’eau (H 2 O), dans laquelle
le CO 2 est dissous. L’énergie du Soleil est utilisée pour fabriquer du sucre
présent dans la plante, qui peut lui servir de nutriment ainsi qu’aux
animaux qui se nourrissent de la plante. Le dioxygène (O 2 ) est présent
dans les bulles.
retour sur le concept 2.1
1. Le sel de table (chlorure de sodium) est composé de sodium et de
chlore. Le composé est comestible, ce qui montre que ses propriétés sont
différentes de celles d’un métal (sodium) et d’un gaz toxique (chlore).
2. Oui, parce qu’un organisme a besoin des éléments trace, même s’ils
sont présents seulement en infimes quantités. 3. Une personne présentant
une carence en fer souffrira probablement de fatigue et d’autres effets
dus à un faible taux d’oxygène sanguin. (Cet état est appelé anémie et
peut résulter également d’une quantité trop faible de globules rouges ou
d’une hémoglobine anormale.) 4. Les variantes ancestrales des plantes
qui pourraient tolérer les éléments toxiques pourraient pousser et se
reproduire sur des sols de serpentine. (On ne s’attendrait pas que les
plantes bien adaptées aux sols sans serpentine survivent dans un tel
environnement.) Les descendants des variantes présenteraient également
un certain nombre de variations, qui favoriseraient leur capacité de se
développer sur des sols de serpentine, de croître et de se reproduire plus
facilement. Après de nombreuses générations, ce processus a probablement conduit aux espèces adaptées à la serpentine que nous observons
aujourd’hui.
retour sur le concept 2.2
1. 7. 2.
15
7 N 3. Neuf électrons ; deux couches électroniques ; 1s, 2s et trois
orbitales 2p ; un électron célibataire nécessaire pour combler le dernier