1.2 Propriétés de l'eau et liaisons chimiques

Question 1

Qu’est-ce que les propriétés macroscopiques?

Answer 1

Solvant, abondance, large présence

Question 2

Comment la structure influence les liaisons possibles?

Answer 2

Un déséquilibre dans la répartition des charges sur liaison O-H forme un dipôle permanent, ce qui conduit à des liaisons polaires

Ces dipôles permettent des interactions polaires (ponts H) et différentes interactions avec des ions

Question 3

Qu’est-ce que les interactions ioniques?
- 2 éléments importants

Answer 3

• Interactions électrostatiques entre deux groupements de charges opposés (ions)
• force de liaison plus modeste (moins importante) qu’une liaison covalente, mais plus importante qu’une liaison hydrogène (ponts H)
• les plus puissantes parmi les forces faibles
• H2O affaiblit ces interactions

Question 4

Avec quels autres groupements les interactions ioniques interagissent?

Answer 4

• groupements carboxylate (COO-)
• groupements amino (NH3+)

Question 5

Qu’est-ce que les liaisons hydrogènes?

Answer 5

Elles sont une conséquence de la polarité, ce qui crée une attraction des molécules d’H2O

Partage partielle des électrons
1/20 énergie d’un lien covalent

Intra- ou Intermoléculaires

Question 6

Que signifie un dipôle négative? dipôle positif?

Answer 6

Dipôle négatif
- affinité plus importante pour les électrons (ex.: O)

Dipôle positif
- moins grande affinité pour les électrons (ex.: H)

Question 7

Que produit les liaisons hydrogènes lorsqu’une molécule est soumise è une température inférieure à 0 ?

Answer 7

La structure cristalline forme de la glace

Le phénomène de la glace s’explique par l’orientation tétraédrique des liaisons H autour de O qui s’organisent afin de maximiser les ponts H, ce qui contribue à la structure solide de la glace

Question 8

Quel est l’effet de la polarité sur l’eau?
- sur les molécules ionisables?
- sur les molécules polaires?

Answer 8

La polarité rend l’eau comme un excellent solvant pour les molécules ionisables et polaires

Molécules ionisables : Formation d’une sphère d’hydratation

exemple : NaCl
- ion de chlore est stabilisé dans l’eau par l’interaction avec ses dipôles positifs
- ion de sodium va pouvoir former des interactions avec les dipôles négatifs des oxygènes, ce qui le stabilise

Molécules polaires : Formulation de liaisons H intermoléculaires

exemple : glucose et saccharose
- formation de ponts H en raison de la grande présence de groupement alcool (OH)

Question 9

Qu’est-ce que les interactions de Van der Waals?

Answer 9

• interactions électrostatiques entre molécules polaires mais non chargées
• force de liaison pus faible que les liaisons hydrogènes
• formation de dipôles temporaires (par le mouvement des électrons autour du noyau) qui interagissent entre eux au sein d’une molécule avec une autre

Question 10

Quelle est la séparation idéale pour obtenir une interaction optimale de Van der Waals?

Answer 10

Séparation de 4 Â : attraction maximale et optimale

Inférieur à 3 : collision entre les nuages électroniques, donc répulsion

Supérieur à 4-5 : distance trop grande, donc pas d’interaction avec les dipôles temporaires

Question 11

Qu’est-ce que l’effet hydrophobe?
- molécules concernées?
- importance?
- phénomène d’exclusion?

Answer 11

Effet hydrophobe :
- tendance à s’agglutiner et se rassembler pour minimiser l’interaction avec le solvant

Molécules concernées :
- molécules non polaires

L’effet hydrophobe est important pour le repliement des protéines et pour la formation des membranes (plasmique et cytoplasmique)

Phénomène d’exclusion :
- rassemblement des gouttes d’huile pour diminuer la surface de contact avec l’eau

Question 12

Qu’est-ce qu’une molécule amphipathique/amphiphile?

Answer 12

Molécule amphipathique/amphiphile :
- molécule possédant 2 portions
- polaire/ionique (hydrophile et hydratée)
- apolaire. ( non polaire/hydrophobe)

Les molécules amphiphiles subissent à la fois les interactions hydrophiles et l’effet hydrophobe. Rassemblement des queues apolaires au centre (surface de contact avec H2O réduite)

Question 13

Quels sont les meilleurs exemples pour une molécule amphipathique/amphiphile?

Que fait la partie apolaire? la partie polaire?

Answer 13

Les acides gras
(ex.: cholestérol et palmitate)

Partie apolaire :
- s’organise pour minimiser les interactions avec l’eau

Partie polaire :
- forme des interactions avec l’eau

Question 14

Quels sont les types d’arrangements réalisés par les molécules amphiphatiques/amphiphiles?

Answer 14

• dépôt à la surface de l’eau
• dispersion dans la phase aqueuse (micelle)

Question 15

Donnez en ordre de force (1 étant très fort et 4 très faible) les différentes interactions chimiques non covalentes.

Answer 15

1. Liaison covalente
2. Interaction ionique
3. Liaison hydrogène
4. Interaction de van der Waals

Question 16

Que permettent les interactions chimiques non covalentes?

Answer 16

Toutes ces forces maintiennent la conformation des polymères biologiques

Question 17

Quel est le lien entre le cytosquelette et les liaisons non covalentes?

Answer 17

Le cytosquelette est formé de filaments d’actine et de microtubules qui sont maintenus par des liaisons non covalentes.

Les liaisons non covalentes sont facile à former et à défaire (structures dynamiques), ce qui permet d’être régulés et modulés très rapidement.

Question 18

Quels sont les rôles du cytosquelette?

Answer 18

Rôle structurel
- donne la forme à la cellule

Rôle de transport
- transport de différentes molécules au sein de la cellule

Question 19

Quel est le lien entre les membranes lipidiques et les liaisons non covalentes?
- phosphoglycéride

Answer 19

Phosphoglycéride

Tête hydrophile :
- formée d’un groupe polaire, d’un phosphate et d’un glycérol donc cette partie polaire est en mesure de faire des Ponts H et des Interactions ioniques

Queue acyle hydrophobe :
- cette partie hydrophobe fait des interactions de Van der Waals et un effet hydrophobe

Question 20

Quel est le lien entre les membranes lipidiques et les liaisons non covalentes?
- membrane lipidique

Answer 20

Membrane lipidique
- la membrane lipidique à bicouche de phospholipides crée un environnement hydrophobe où les lipides se déplacenet au sein d’une même couche
- les interactions sont ainsi faibles et la diffusion des lipides est rapide (liquide 2D), car la membrane est relativement malléable et flexible

Question 21

Qu’est-ce que l’osmose?
Dans quelle direction va le déplacement des molécules d’eau?

Answer 21

Osmose
- Diffusion du solvant à travers une membrane semi-perméable
- Seuls les molécules d’eau vont pouvoir se déplacer et non les molécules de solutés

Déplacement des molécules d’eau :
- du moins concentré au plus concentré en solutés dans le but d’atteindre un équilibre

Question 22

Qu’est-ce que la pression osmotique?

Answer 22

Pression osmotique
- Pression nécessaire pour empêcher le flux du solvant

Question 23

Décrire les différents types de solution osmotique.

Answer 23

Hypertonique
- déplacement de l’eau vers l’extérieur
- concentrée de solutés est plus élevée à l’extérieur

Hypotonique
- afflux d’eau vers l’intérieur de la cellule … lyse cellulaire (éclatement)

Isotonique
- pas de déplacement d’eau
- concentration égale
- équilibre osmotique

Question 24

Quelle est la particularité de l’équilibre osmotique?

Answer 24

Le soluté médical est donc constitué de NaCl 0,9% (équilibre osmotique) en raison de la concentration physiologique d’une cellule normale

situation isotonique