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Leçon de chimie n°39 (agrégation 2011) :
Macromolécules (CP).

Transcription des notes manuscrites de préparation à l'agrégation. Les schémas et le détail des calculs sont dans le document original : télécharger la leçon manuscrite (PDF, 2 pages).

Prérequis

Fonctions en chimie organique.

Introduction

Vie de tous les jours : plastiques ; biologie : cheveux, cellulose… ADN : macromolécule de M ≈ 10⁶ g/mol.

Description structurale des protéines

Acides aminés et liaison peptidique

R–CH(NH₂)–COOH : fonction amine et fonction acide (tableau des acides aminés) ; liaison peptidique R–CO–NH–R' : fonction amide.

Des peptides aux protéines

Séquence qui ne se répète pas ; peptide si moins de 40 acides aminés, protéine au-delà. Structures primaire (enchaînement), secondaire (feuillet, hélice), tertiaire (forme d'ensemble), quaternaire (assemblage de plusieurs molécules) ; schéma.

Les polymères

Définition et structure

Polymère : ensemble de macromolécules avec répétition d'un motif ; n = nombre de motifs = degré de polymérisation, d'où un traitement statistique : fractions molaire \(x_k = N_k/\sum N_k\) et massique \(w_k = M_k/\sum M_k\) ; masses moyennes. Indice de polymolécularité \(\bar M_w/\bar M_n\). Types de chaînes : linéaire, ramifiée, branchée ; tacticité : isotactique, syndiotactique, atactique.

Historique

Vulcanisation…

Propriétés physiques

Liaisons intermoléculaires : Van der Waals contrôle la dynamique. Taux de cristallinité : cristallin, vitreux, mou, caoutchoutique. Température de fusion, transition vitreuse ; thermodurcissables, thermoplastiques, élastomères.

Synthèse

Réaction de polycondensation : élimination d'une petite molécule ; expérience du nylon 6-10 (diamine + dichlorure d'acide).

Réaction d'addition : expérience du polystyrène ; mécanisme : initiation, transfert, terminaison ; radicalaire, ionique (le plus rapide donne les chaînes les plus longues).

Désignation officielle

Tableau : produits de la vie courante.

Bibliographie

• Le Maréchal, Chimie organique
• Tec&Doc, PC-PC*
• Chimie et physique des polymères
• Nathan, ST2S