Les principaux constituants de la matière vivante/Les constituants organiques

Généralités

Composition de la matière organique

La matière organique est composée de carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore, soufre.

Élément	Symbole	Fonctions particulières
Carbone	C	Entre dans la composition des glucides, lipides, protides et acides nucléiques.
Hydrogène	H	Entre dans la composition des chaînes carbonées (donc de toutes les molécules organiques) et de l’eau.
Oxygène	O	Entre dans la composition des glucides, lipides, protides, acides nucléiques, de l’eau. Gaz indispensable pour la respiration (O2).
Azote	N	Entre dans la composition des acides nucléiques et des protides.
Phosphore	P	Entre dans la composition des acides nucléiques et des phospholipides.
Soufre	S	Entre dans la composition des acides aminés soufrés.

Tous ces éléments entrent dans la classe des atomes ou éléments atomiques.

Le noyau contient : les protons et les neutrons. Autour du noyau se trouvent les électrons qui constituent le nuage électronique. Ces électrons sont répartis en niveaux énergétiques ou couches électroniques : K (contient jusqu’à 2 électrons), L (8 électrons), M, N.

Nom de l’atome	Symbole	Nombre masse	№ atomique	Protons	Électrons	Neutron	Valence	Nuage électronique
Carbone	C	12	6	6	6	6	4	${\ce {K^2L^4}}$
Hydrogène	H	1	1	1	1	0	1	${\ce {K^1}}$
Oxygène	O	16	8	8	8	8	2	${\ce {K^2L^6}}$
Azote	N	14	7	7	7	7	3	${\ce {K^2L^5}}$
Phosphore	P	31	15	15	15	16	3	${\ce {K^2L^8M^5}}$
Soufre	S	32	16	16	16	16	2	${\ce {K^2L^8M^6}}$

Pour acquérir la structure du gaz rare le plus proche, l’élément atomique partage un ou plusieurs électrons avec un autre élément atomique, et ce en fonction de sa valence. Entre ces 2 éléments, il pourra s’établir une liaison de covalence.

Il existe un autre moyen d’acquérir la structure du gaz rare le plus proche : par gain ou perte d’électrons. En cas de perte d’électrons, la charge globale devient positive, on obtient un cation. En cas de gain, la charge devient négative, on a alors affaire à un anion.

Cas particulier du carbone

Valence du Carbone = 4 → 4 liaisons de covalence possibles

Lorsque les 4 valences du carbone tétragonal portent des radicaux différents (R1 à R4), le carbone est dit asymétrique et se note C*.

Les deux molécules de la figure ci-dessus « asymétrie du carbone tétravalent » sont les images l’une de l’autre dans un miroir plan mais ne sont pas superposables : ce sont des énantiomères (ou isomères optiques). Pour vérifier l’existence d’énantiomères, on recherche la présence de carbone asymétrique. Deux énantiomères possèdent la même formule brute : ce sont des isomères avec un C*.

2 molécules non superposables sont appelées chirales.

exemple : les 2 mains d’un individus sont chirales.

Les principales fonctions organiques

On appelle radical un groupement fonctionnel n’intervenant pas dans la fonction principale.

Fonction organique	schéma	Remarques, définitions
Alcool		Les fonctions alcools sont des fonctions organiques pour lesquelles un groupe hydroxyle est porté par un atome de carbone tétragonal (lui-même lié à des atomes par 4 liaisons simples). On distingue les alcools I, II et III.
Aldéhyde et cétone		Les fonctions aldéhydes et cétones sont des fonctions organiques pour lesquelles le carbone fonctionnel porte un groupe carbonyle. Le carbone est trigonal. Selon la nature des radicaux, on distinguera la fonction aldéhyde ou la fonction cétone.
Carboxylique		Le carbone fonctionnel trigonal porte un groupe hydroxyle. Les molécules portant une fonction carboxylique présentent un caractère acide.
Amine		R' peut être égal à H
Ester
Amide
Ether-oxyde