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La molécule : définition, formule et exemples

L’essentiel

Une molécule est un assemblage d’atomes liés entre eux, électriquement neutre. Sa formule indique la nature et le nombre de ses atomes : H₂O contient 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène. Les atomes sont les briques, les molécules sont les constructions.

Différence entre atome et molécule

Une molécule contient au moins deux atomes. Un atome est seul et se note par son symbole, comme O pour l’oxygène. L’eau, le dioxygène ou le sucre sont faits de molécules.

Une espèce chimique moléculaire est composée d’un très grand nombre de molécules identiques. Un seul verre d’eau contient bien plus de molécules qu’on ne pourrait en compter en une vie.

AtomeMolécule
DéfinitionEntité de base de la matièreGroupe d’atomes liés
NotationUn symbole : C, O, HUne formule : CO₂, H₂O
ChargeNeutreNeutre
ExempleL’atome de fer FeLa molécule de méthane CH₄

Lire la formule d’une molécule

On écrit les symboles des atomes. Le chiffre en indice, placé après un symbole, donne le nombre d’atomes de ce type. S’il n’y a pas d’indice, il y a un seul atome.

  • CO₂ : 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène, soit 3 atomes.
  • CH₄ : 1 atome de carbone et 4 atomes d’hydrogène, soit 5 atomes.
  • C₆H₁₂O₆ : 6 + 12 + 6 = 24 atomes.
  • 3 H₂O : le chiffre devant la formule compte les molécules. Ici, 3 molécules d’eau, soit 6 atomes d’hydrogène et 3 atomes d’oxygène.

Le tableau des molécules à connaître

Formules de molécules courantes
NomFormuleCompositionOù la trouve-t-on ?
EauH₂O2 H, 1 OMers, boissons, corps humain
DioxygèneO₂2 OAir, respiration
DiazoteN₂2 NPrincipal gaz de l’air
DihydrogèneH₂2 HGaz combustible
Dioxyde de carboneCO₂1 C, 2 OAir expiré, boissons gazeuses
MéthaneCH₄1 C, 4 HGaz naturel
AmmoniacNH₃1 N, 3 HEngrais, produits ménagers
ÉthanolC₂H₆O2 C, 6 H, 1 OAlcool des boissons, gel désinfectant
GlucoseC₆H₁₂O₆6 C, 12 H, 6 OFruits, sang

Comment les atomes se lient

Dans une molécule, deux atomes liés mettent en commun des électrons : c’est une liaison covalente. Chaque atome forme un nombre précis de liaisons.

  • L’hydrogène H forme 1 liaison.
  • L’oxygène O forme 2 liaisons.
  • L’azote N forme 3 liaisons.
  • Le carbone C forme 4 liaisons.
  • Dans H₂O, l’oxygène forme 2 liaisons, une avec chaque hydrogène.
  • Dans CO₂, le carbone forme 2 doubles liaisons, une avec chaque oxygène : 4 liaisons au total.

Astuce : Dans les modèles moléculaires en boules, le code couleur habituel est : carbone noir, hydrogène blanc, oxygène rouge, azote bleu.

Corps pur simple ou composé

Une molécule faite d’un seul type d’atome, comme O₂ ou H₂, forme un corps pur simple. Une molécule qui contient plusieurs types d’atomes, comme H₂O ou CO₂, forme un corps pur composé.

Les erreurs à éviter

  • CO₂ contient 2 atomes CO₂ contient 3 atomes

    L’indice 2 ne porte que sur l’oxygène : 1 carbone + 2 oxygènes.

  • 2 H₂O et H₂O₂ désignent la même chose 2 H₂O : deux molécules d’eau

    H₂O₂ est une seule molécule différente, le peroxyde d’hydrogène de l’eau oxygénée.

  • Co pour le monoxyde de carbone CO

    Co est le symbole du cobalt. CO, avec deux majuscules, contient un atome de carbone et un d’oxygène.

Exercices corrigés

  1. 1. Combien d’atomes contient une molécule de CO₂ ?

    Voir la correction

    3. 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène : 3 atomes.

  2. 2. Quelle est la formule d’une molécule formée de 1 carbone et 4 hydrogènes ?

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    CH₄. Pas d’indice pour un seul atome de carbone, et un indice 4 après H.

  3. 3. Combien d’atomes compte une molécule d’éthanol C₂H₆O ?

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    9. 2 + 6 + 1 = 9 atomes. Sans indice, O compte pour 1.

  4. 4. Que représente l’écriture 3 H₂O ?

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    3 molécules d’eau, soit 9 atomes. Chaque molécule contient 3 atomes : 3 × 3 = 9 atomes.

  5. 5. Laquelle de ces molécules forme un corps pur simple ?

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    O₂. O₂ ne contient qu’un seul type d’atome.

  6. 6. La caféine a pour formule C₈H₁₀N₄O₂. Combien d’atomes contient une molécule ?

    Voir la correction

    24. 8 + 10 + 4 + 2 = 24 atomes.

Questions fréquentes

L’eau est-elle une molécule ou un atome ?

L’eau est faite de molécules H₂O. Chaque molécule contient 3 atomes : 2 d’hydrogène et 1 d’oxygène.

Une molécule est-elle chargée ?

Non, une molécule est électriquement neutre. Une entité chargée est un ion, comme Na⁺ ou HO⁻.

Le sel de cuisine est-il une molécule ?

Non. Le chlorure de sodium NaCl est un solide ionique, formé d’ions Na⁺ et Cl⁻ empilés. Sa formule indique seulement la proportion des ions.

Pour aller plus loin