C’est l’étude de la matière et de l’énergie.

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L’énergie

Elle (Marieb p. 28) a un caractère moins tangible que la matière, existe sous différentes formes :

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— L’énergie chimique, ou potentielle, est indispensable à tout réaction se trouve stockée dans le corps sous forme d’adénosine triphosphate ATP, alimente tous les processus fonctionnels.

Trois autres formes d’énergie peuvent (dans une certaine mesure) s’échanger entre elles, ainsi:

— Energie potentielle, liée à la gravité terrestre.

— Energie électrique, mesurée avec trois valeurs essentielles : Volts, Ohm et Ampères

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Combinaisons de la matière = molécules et mélanges (Marieb page 33 à 36), comment atomes et molécules se combinent ?

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                                                                    les liaisons ioniques

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Les principaux radicaux rencontrés en biochimie :

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Les molécules sont des combinaisons stables d’atomes. Les sels et les molécules stables s’obtiennent en combinant plusieurs éléments (anions et cations des deux côtés de la table) afin de former une molécule dont la couche commune d’électrons périphérique sera de huit électrons.

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Les os par exemple sont du carbonate de phosphore (Calcarea phosphorica). Le Calcium (dans la table : 4^ème couche, 2 ème colonne) a 20 protons et donc 20 électrons. Sur sa dernière couche, il n’a que deux électrons = il se combinera avec le phosphore qui a 6 électrons périphériques. La molécule formée aura 8 électrons périphériques qu’elle partagera, ce qui lui confère sa stabilité.

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Les liaisons moléculaires peuvent être :

1. Liaisons ioniques : elles se forment lorsqu’il y a un transfert  d’un ou plusieurs électrons d’un atome vers un autre.  Exemple : le cas du chlorure de sodium. Dans cette liaison ionique le sodium qui a perdu un électron devient un ion charge positivement Na+ ( cation) tandis que le chlore qui porte un électron supplémentaire devient un ion chargé négativement Cl- ( anion). Les charges sont maintenues ensemble par des interactions électrostatiques. Les composés ioniques formés de cations et d’anions sont appelés des sels. Le sel de cuisine, le chlorure de sodium est formé  d’ions Na+ et d’ions Cl-.                                       
2. Liaisons covalentes non polaires : charges équilibrées stables, exemple : CO2 (O=C=O). Mise en commun des électrons de la couche externe, avec charges aux extrémités de la molécule, exemple : H2O (H-O-H avec un angle). Dans une liaison covalente simple,  les deux atomes mettent en commun un doublet symbolisé par un tiret. Si les 2 atomes qui partagent chacun deux électrons,  on a une double liaison symbolisé par un double tiret. C’est le cas de la molécule de dioxygène O=O.                
3. Liaisons covalentes polaires : la liaison covalente  peut avoir un caractère ionique partiel. Un des atomes  attire le doublet plus vers lui ce qui lui confère une charge partielle négative tandis que l’autre atome  porte une charge partielle positive. La liaison est polarisée.   Dans le cas de la molécule d’eau l’atome d’oxygène porte une charge partielle négative tandis que les atomes d’hydrogène portent une charge partielle positive. Il apparaît un dipôle, grandeur vectorielle dirigée de la charge partielle + vers la charge partielle -. La molécule d’eau possède deux vecteurs dipôles dont la résultante ne s’ annulent pas. On dit que  La molécule d’eau est une molécule polaire : H-O-H dans laquelle l’atome d’oxygène partage un doublet avec chaque atome d’hydrogène. Autre exemple : le cas de la molécule de  dioxyde de carbone O=C=O  les liaisons CO sont polarisées mais la molécule est apolaire car la résultante des deux vecteurs dipôles s’annulent.                          
4. Liaisons hydrogènes (forces de Van der Val): L’atome d’hydrogène ne peut former qu’une seule liaison. S’il est lié à un atome qui a tendance à attirer vers lui le doublet d’électron, l’atome d’hydrogène devient un centre positif capable d’attirer le doublet libre (doublet non engagé dans une liaison) d’un autre atome. Cette liaison hydrogène est de nature purement électrostatique.               Exemple: les liaisons hydrogène entre les molécules d’eau qui résultent d’interactions électrostatiques entre les atomes d’hydrogène d’une molécule et les atomes d’oxygène d’une autre molécule. Elle est symbolisée par une ligne pointillée.  Exemple A-H- – – B .  Ces liaisons hydrogène peut aussi se former à  l’intérieur d’une même  molécule !

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Les molécules des êtres vivants appartiennent à quatre catégories :

1. les glucides (sucres),
2. lipides (graisses),
3. protéines (viande)
4. et acides nucléiques (constituants des noyaux cellulaires).

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Ce sont de grosses molécules qui contiennent toutes du carbone (molécule neutre qui partage facilement ses électrons – 4 liaisons covalentes). Les vitamines et les sels minéraux :

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