• Un atome est classiquement décrit avec le modèle planétaire proposé par Rutherford et précisé par Bohr qui reçu le prix Nobel en 1922. Dans ce modèle les électrons tournent autour du noyau comme les planètes tournent autour du soleil.
  • Deux atomes peuvent former une liaison stable en partageant des électrons: la liaison covalente.
  • Certains de ces atomes ont une plus grande affinité pour les électrons; on dit qu’ils sont électronégatifs (N, O et S). La conséquence est que la liaison entre un de ces atomes et l’hydrogène est polarisée: les électrons sont plus proche de N, O ou S. La paire d’atomes se comporte alors comme un aimant et présente un pôle + et un pôle – : elle est polaire.
  • Les aimants ainsi formés peuvent interagir à distance: ce sont les liaisons non covalentes, et notamment la liaison hydrogène. Par exemple les molécules d’eau, qui sont composées d’un atome d’oxygène et de deux molécules d’hydrogène (notées H2O), sont polaires. Les molécules qui partagent cette propriété vont former des liaisons hydrogène avec l’eau, et on dit alors qu’elles sont hydrophiles. On peut évaluer la force de ces interactions en faisant une petite expérience: il est possible de faire tenir un trombone à la surface d’un verre d’eau.
trombone
Les liaisons hydrogène contribuent à maintenir les molécules d’eau ensemble. C’est ce qui va empêcher le trombone (dont le matériau n’est pas hydrophile) de couler au fond du verre si on le dépose à plat (et délicatement ! ) à la surface de l’eau.
  • Les molécules qui ne sont pas polaires n’ont pas cette affinité pour l’eau et sont donc hydrophobes. Une observation importante est que si on rassemble des molécules hydrophiles et hydrophobes, il va y avoir ségrégation, et chaque type de molécule va se retrouver de son côté. On peut observer ce phénomène en cuisine en mettant en présence du vinaigre, hydrophile, et de l’huile, hydrophobe : quand on essaye de former une émulsion en mélangeant ces deux composants, l’huile se sépare et forme un film en surface. Pour maintenir l’émulsion il faut avoir recours à un tensioactif (c’est à dire un composé qui possède à la fois des parties hydrophiles et des parties hydrophobes), dans votre cuisine, c’est la moutarde qui jouera ce rôle.
  • Le même phénomène se déroule au niveau des cellules et amène les lipides (hydrophobes) à se regrouper. C’est ce qui conduit à la formation de la membrane des cellules !
  • On retrouve des liaisons polarisées (car formées de deux atomes dont les électronégativités diffèrent fortement) dans nombreux groupements chimiques. C’est par exemple le cas des fonctions alcool (OH), acide carboxylique (COOH) et amine (NH2) qui sont très répandues dans les acides aminés.

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