Notions de base en Chimie PDF

Objectifs spécifiques 1. No&ons de base de chimie Au terme de ce chapitre, l’étudiant sera capable de : Expliquer et utiliser...

Objectifs spécifiques 1. No&ons de base de chimie Au terme de ce chapitre, l’étudiant sera capable de : Expliquer et utiliser à bon escient les termes suivants : matière, énergie, atome, (radio)isotope, molécule, ion, électrolyte, hydrophile, hydrophobe, amphiphile, liposoluble, hydrosoluble, réaction chimique; Nommer les quatre principaux éléments qui composent le corps humain; Chapitre 1 Citer et différencier les particules qui composent les atomes; Expliquer l’utilité des radio-isotopes dans le diagnostic et le traitement de pathologies; - Notions de base en chimie - Différencier liaisons ioniques et covalentes (polaires et non polaires); Décrire l’importance des ponts hydrogène; Différencier molécules polaires, non polaire et amphiphile; Nommer les ions indispensables au fonctionnement du corps humain ainsi que leurs principales fonctions et la terminologie médicale associée; Comprendre la signification des différentes unités utilisés en biochimie pour exprimer une quantité et/ou une concentration; Résoudre des exercices de concentration d’une solution tels que réalisés au cours (g/l, mg/dl, % …). STAUDT C. 11 STAUDT C. 12 Expliquer et appliquer le principe de LeChatelier; Chapitre 1 – No8ons de base de chimie 1. IntroducIon 2. Les atomes 3. Les liaisons chimiques 4. Les principaux ions de notre organisme 5. L’eau et les composés hydrophobes, hydrophiles et amphiphiles 6. Bilan sanguin et unités 1. Introduction 7. ConcentraIon d’une soluIon 8. Les réacIons chimiques 9. NoIon de pression STAUDT C. 13 STAUDT C. 14 1. Introduc&on 1. Introduc&on Comment s’organise le vivant? Biochimie Atomes Molécule Organite Cellule musculaire lisse = Science qui étudie la composi'on et les réac'ons Niveau chimique Niveau cellulaire chimiques des êtres vivants à composi*on de la ma*ère Tissu musculaire lisse Système cardiovasculaire Þ Compréhension de la nutriIon, la physiologie, la pathologie, la :ssulaire Niveau tissulaire pharmacologie, la bactériologie, … Cœur Vaisseaux sanguins Vaisseau sanguin (organe) Beaucoup de maladies ont une base biochimique ! Tissu musculaire lisse conjonctif Tissu conjonc3f Tissu épithélial Niveau des organes STAUDT C. 15 STAUDT C. 16 Niveau de l’organisme Niveau des systèmes 1. Introduc&on 1. Introduc&on Matière >< Énergie Matière >< Énergie Occupe un certain volume N’occupe pas de volume Occupe un certain volume N’occupe pas de volume Possède une masse N’a pas de masse Possède une masse N’a pas de masse Différents états (solide, liquide, S’observe en mesurant ses Différents états (solide, liquide, S’observe en mesurant ses gazeux) effets sur la ma#ère gazeux) effets sur la matière Joule (J, kJ), calorie (cal, kcal) Joule (J, kJ), calorie (cal, kcal) STAUDT C. 17 STAUDT C. 18  2. Les atomes : généralités La maJère est composée d’atomes consJtués de par(cules subatomiques : noyau 2. Les atomes électrons protons noyau neutrons Modèle simplifié d’un atome (modèle atomique de Bohr) nombre de protons = nombre d’électrons à l’atome est électriquement neutre STAUDT C. 19 STAUDT C. 20 2. Les atomes : généralités 2. Les atomes : généralités Éléments présents dans le corps humain Chaque type d’atome est : Élément Symbole chimique % de la masse corporelle Oxygène O 65,0 appelé élément chimique Carbone C 18,5 désigné par une abrévia#on (= Symbole chimique) Hydrogène H 9,5 Azote N 3,2 Calcium Ca 1,5 Fonctions : ……………………… Phosphore P 1,0 Potassium K 0,4 Fonctions : Soufre S 0,3 - ……………………… Sodium Na 0,2 - ……………………… Chlore Cl 0,2 Magnésium Mg 0,1 Fonctions : ……………………… Oligoéléments (moins de 1mg/kg de poids) : Iode (I); Fer (Fe); Chrome (Cr); Cuivre (Cu); Fluor (F); Manganèse (Mn); Molybdène (Mo); Sélénium (Se); Zinc (Zn) STAUDT C. 21 STAUDT C. 22 2. Les atomes : généralités 2. Les atomes : généralités Éléments présents dans le corps humain Éléments présents dans le corps humain Élément Symbole chimique % de la masse corporelle Élément Symbole chimique % de la masse corporelle Oxygène O 65,0 Oxygène O 65,0 Carbone C 18,5 Carbone C 18,5 Hydrogène H 9,5 Hydrogène H 9,5 Azote N 3,2 Azote N 3,2 Calcium Ca 1,5 Calcium Ca 1,5 Fonction : ……………………… Phosphore P 1,0 Phosphore P 1,0 Potassium K 0,4 Potassium K 0,4 Soufre S 0,3 Soufre S 0,3 Sodium Na 0,2 Sodium Na 0,2 Chlore Cl 0,2 Chlore Cl 0,2 Magnésium Mg 0,1 Magnésium Mg 0,1 Carence en iode Oligoéléments (moins de 1mg/kg de poids) : Iode (I); Fer (Fe); Chrome (Cr); Cuivre (Cu); Fluor Oligoéléments (moins de 1mg/kg de poids: Iode (I); Fer (Fe); Chrome (Cr); Cuivre (Cu); Fluor (F); Manganèse (Mn); Molybdène (Mo); Sélénium (Se); Zinc (Zn) (F); Manganèse (Mn); Molybdène (Mo); Sélénium (Se); Zinc (Zn) = ……………………… STAUDT C. 23 STAUDT C. 24 2. Les atomes : généralités 2. Les atomes : généralités Éléments présents dans le corps humain Éléments présents dans le corps humain Élément Symbole chimique % de la masse corporelle Élément Symbole chimique % de la masse corporelle Oxygène O 65,0 Oxygène O 65,0 Carbone C 18,5 Carbone C 18,5 Hydrogène H 9,5 Fonction : ……………………… Hydrogène H 9,5 Azote N 3,2 Azote N 3,2 Calcium Ca 1,5 Calcium Ca 1,5 Phosphore P 1,0 Phosphore P 1,0 Potassium K 0,4 Potassium K 0,4 Soufre S 0,3 Soufre S 0,3 Fonction : ……………………… Sodium Na 0,2 Sodium Na 0,2 Chlore Cl 0,2 Chlore Cl 0,2 Magnésium Mg 0,1 Magnésium Mg 0,1 O2 Oligoéléments (moins de 1mg/kg de poids) : Iode (I); Fer (Fe); Chrome (Cr); Cuivre (Cu); Fluor Oligoéléments (moins de 1mg/kg de poids) : Iode (I); Fer (Fe); Chrome (Cr); Cuivre (Cu); Fluor (F); Manganèse (Mn); Molybdène (Mo); Sélénium (Se); Zinc (Zn) (F); Manganèse (Mn); Molybdène (Mo); Sélénium (Se); Zinc (Zn) STAUDT C. 25 STAUDT C. 26  2. Les atomes : généralités 2. Les atomes : généralités noyau Tableau périodique des éléments : Radioactivité et notion d’isotope - regroupe la centaine d’éléments retrouvés sur Terre électrons et^ eln 0 protons Isotopes = éléments au même nombre de …………………. mais comportant neutrons - 1 case = 1 élément un nombre différent de …………………….. x. x x Exemple : les 3 isotopes du carbone ).; 0l{ unltqll oo'ÿ ) Carbone 12 Carbone 13 0t Carbone 14 6 il ': 'iz.ja I çdzzszzsl qdzèszzsl 1 0 IJ W ffi 0N Nombre de masse A 6 protons 6 protons 6 protons = nbre de protons + 6 neutrons 7 neutrons 8 neutrons 6 électrons 6 électrons H êxa6^x0 IOnll u0qN nombre de neutrons 6 électrons I t'oz 14C 00'6t 12C 13C 00'91 z 9t a:: à Se distinguent par leur nombre deSTAUDT LI lll protons 8t z )t 1 Nombre de protons 6 6 6 C. sd8zsÊ(âN) I 27 STAUDT C. 28 ÿdtzse(oN) s ffi ffit l) qd€zs0{sN) ut EéJ tâ ry I UU ffi rffi a4n0s 0roltlS uo6rV Lo'zt gr'qÊ 96'69 2. Les atomes : isotopes radioactifs 2. Les atomes : isotopes radioactifs ÿE z 9E a'z 9e v n'z 'p0(rV) I 'l I I r8 I ,,?§ I 8t qdr.sroLpeilv) DI edÿu sÿo 8t l/\I Radioactivité et notion d’isotope Les isotopes d’un même élément I N f alas ru un Par exemple, le traitement du cancer de la thyroïde peut reposer eu0rg uotd/tl) ont des propriétés chimiques semblables (même réactivité) sur l’utilisation d’un isotope radioactif de l’iode, l’iode 131. peuvent posséder des propriétés physiques ≠ 96'BL 06'6r og'EB z z9 Ê9 z :l ,9 v I Exemple : I rptlrY) sdgasgo 1 ,dszsçoLPÿûY) pr0)) I B 8t r^t 0x 127I = isotope stable 8t BL hl 8t 0I 8t 8t N s æ o I 131I = isotope à noyau instable (radioactif) âJnllaI ap0l u0ü0x og'rzI 06'9zl oÊ' !e t z'z 98 lz ) Désintégration spontanée accompagnée de l’émission z ÿ8 0'z SB Nom de l’isotope Iode naturel Isotope de l’iode utilisé lors de la 6 çdgzs9ùP9'rlÿ(âx) I odgzsgoLpsrür(êX) I Êd 8I I Irv loa rdgesgorpgrüÿ(aX) BI uu 8t -l ltl N radiothérapie de la thyroïde d’un rayonnement ionisant Abréviation 127I 131I 8t 8t 8T o 8t I d 53 53 I un!u0lod I alElsv u0peu Nombre de protons v Désintégration 131I llt stl 'd1 ^l9t! rdtorpgrüç.s1(uU) Nombre d’électrons qd10Lpg'Jçest{uU) sd/orP9r'lgzs/(uU) 1 ul Nombre de neutrons sI 0g N rayonnement ionisant o unu0tul0^!l aulss0uu0l Mais pourquoi s’agit-il uosssuE6r0 d’un isotope radioactif? STAUDT C. d o 29 STAUDT C. 30 z z' 69 z z'r 0l IL z ) B I 00 lrr zsgop§sLlÿ(ox) 8t TT qÀ 8t zt ût(âx) nI zsg rpçi 8t ffi w -1 li\l N 2. Les atomes : isotopes radioactifs 2. Les atomes : isotopes radioactifs Utilisation des radio-isotopes en médecine nucléaire à des fins : Utilisation des radio-isotopes en médecine nucléaire à des fins : thérapeutiques, pour la destruction de cellules cancéreuses. Requiert l’utilisation d’isotopes agressifs qui induisent la mort des cellules diagnostiques, lors de tomographies par émission de positrons (PETscan) : cancéreuses utilisation d’isotopes peu agressifs Ex. Utilisation du Cobalt-60 lors d’un traitement du Emission d’un rayonnement cancer du sein par radiothérapie Ex. Injection de glucose marqué au Fluor-18 pour détecter la présence de cancers STAUDT C. STAUDT C. 32 Comportement similaire au potassium En résumé Un peu d’entrainement … Parmi les propositions suivantes, sélectionnez LA ou LES proposition(s) correcte(s) : Atome = plus petit niveau d’organisation de notre organisme Macroéléments (C, H, N, O, …) et oligoéléments (Fe, I, Zn, F, Cu, …) a. L’azote, le fer et l’iode sont des oligoéléments Noyau (p+, n°) + électrons (e-) b. Deux isotopes possèdent le même nombre de neutrons mais un nombre Nombre de p+ = identité de l’atome différent de protons Nombre de n° : c. Les protons sont des particules subatomiques chargées positivement et Isotopes = atomes possédant le même nombre de p+ mais un situées dans le noyau nombre différents de n° d. Un atome qui possède le même nombre de protons que de neutrons est électriquement neutre Ø Propriétés chimiques semblables Ø Propriétés physiques différentes e. Le fer intervient dans la fixation de l’oxygène sur l’hémoglobine Radio-isotopes = isotopes radioactifs pouvant être utilisés à des fins thérapeutiques ou diagnostiques STAUDT C. 33 STAUDT C. 34 Un peu d’entrainement … Des comprimés d’iode non radioactif (I-127) présentés sous forme d’iodure de potassium sont distribués gratuitement à titre préventif dans une zone de 20 km autour des centrales nucléaires belges ainsi qu’aux groupes les plus sensibles hors de ces zones. D’après vous, comment la prise de ces comprimés dans les heures qui suivent une catastrophe nucléaire permet de protéger l’organisme des effets néfastes de l’iode radioactif ? STAUDT C. 35