Plan de Cours | Méthodologie Traditionnelle | Fonctions Organiques : Fonctions Sulfonées

Objectifs

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif de cette étape est de fournir aux élèves une compréhension claire de ce qui sera abordé en cours et des compétences qui seront développées. Cela prépare les élèves à se concentrer sur les aspects les plus pertinents du contenu, facilitant l'assimilation et la rétention des informations présentées. De plus, définir des objectifs clairs aide à orienter le cours et à maintenir le focus sur ce qui est le plus important pour l'apprentissage des élèves.

Objectifs Principaux

1. Reconnaître et nommer les principales fonctions organiques sulfurées, telles que thiol et thioéther.

2. Identifier les propriétés physiques et chimiques des fonctions organiques sulfurées.

3. Comprendre l'importance et les applications des fonctions sulfurées dans le contexte de la chimie organique.

Introduction

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif de cette étape est de fournir un contexte intéressant et pertinent pour les élèves, les préparant au contenu qui sera abordé dans le cours. Présenter un contexte initial et des curiosités engageantes aide à capter l'attention des élèves et à les motiver à apprendre les fonctions sulfurées, facilitant l'assimilation des concepts qui seront expliqués par la suite.

Contexte

Pour commencer le cours sur les Fonctions Sulfurées, il est important de contextualiser les élèves sur la pertinence du soufre en chimie organique. Expliquez que, tout comme l'oxygène, le soufre est un élément essentiel dans la formation de diverses molécules organiques complexes. Souligner que les composés sulfurés sont présents dans de nombreux aspects de la vie quotidienne, de la biologie humaine à l'industrie chimique, aidera à établir un lien avec le thème du cours.

Curiosités

 Saviez-vous que l'odeur caractéristique des œufs pourris est due à la présence de sulfure d'hydrogène (H₂S), un composé sulfuré ? De plus, les composés sulfurés sont vitaux dans la structure des protéines et sont également utilisés dans la fabrication de médicaments et de produits de nettoyage, montrant leur polyvalence et leur importance dans la vie quotidienne.

Développement

Durée: (50 - 60 minutes)

L'objectif de cette étape est de fournir une explication détaillée et structurée sur les fonctions sulfurées, permettant aux élèves de comprendre pleinement les concepts fondamentaux. Cette section vise à garantir que les élèves développent la capacité de reconnaître, nommer et comprendre les propriétés des thiols et thioéthers. La résolution guidée de problèmes renforce le contenu et permet aux élèves d'appliquer les connaissances acquises, consolidant ainsi l'apprentissage.

Sujets Couverts

1. Introduction aux Fonctions Sulfurées : Expliquez que les fonctions sulfurées sont celles qui contiennent des atomes de soufre liés à des atomes de carbone dans la structure moléculaire. Soulignez l'importance du soufre en chimie organique et dans diverses applications industrielles. 2. Thiol (Mercaptan) : Détaillez que les thiols sont des composés organiques qui contiennent le groupe fonctionnel -SH (sulfhydrile). Expliquez la nomenclature et comment ils sont nommés par l'IUPAC, remplaçant le suffixe -ol de l'alcool correspondant par -thiol. Donnez des exemples, comme l'éthanethiol (CH3CH2SH). 3. Propriétés des Thiols : Expliquez les propriétés physiques des thiols, telles que l'odeur caractéristique, la polarité et la solubilité dans l'eau. Mentionnez l'importance des thiols en biochimie, comme dans le cas de la cystéine, un acide aminé essentiel. 4. Thioéther (Sulfure) : Définissez les thioéthers comme des composés qui contiennent le groupe fonctionnel -S- (sulfure). Expliquez la nomenclature, où le nom du thioéther est dérivé des alkyles liés au soufre, comme dans le sulfure de diméthyle (CH3SCH3). 5. Propriétés des Thioéthers : Discutez des propriétés physiques des thioéthers, comme leur moindre polarité comparée aux thiols et leur solubilité. Mentionnez l'application des thioéthers en synthèse organique et dans les parfums. 6. Comparaison entre Thiol et Thioéther : Comparez les propriétés physiques et chimiques des thiols et thioéthers, en soulignant les différences de réactivité et d'application pratique de chaque groupe fonctionnel.

Questions en Classe

1. Décrivez la différence entre un thiol et un thioéther en termes de structure moléculaire et de nomenclature. 2. Expliquez pourquoi les thiols ont une odeur si caractéristique et comment cela influence leur détection dans des applications pratiques. 3. Comparez les propriétés de solubilité dans l'eau entre les thiols et les thioéthers, en expliquant la raison des différences observées.

Discussion des Questions

Durée: (20 - 25 minutes)

L'objectif de cette étape est de permettre aux élèves de revoir et de consolider ce qu'ils ont appris, grâce à la discussion des réponses aux questions présentées. Cela favorise une compréhension plus profonde et l'application des connaissances. De plus, engager les élèves dans des réflexions et des questions supplémentaires aide à garantir que tous les points importants ont été compris et clarifiés.

Discussion

• Décrivez la différence entre un thiol et un thioéther en termes de structure moléculaire et de nomenclature. Les thiols contiennent le groupe fonctionnel -SH (sulfhydrile), tandis que les thioéthers contiennent le groupe fonctionnel -S- (sulfure). Dans la nomenclature, les thiols sont nommés en remplaçant le suffixe -ol de l'alcool correspondant par -thiol. Par exemple, le méthanol (CH3OH) devient méthanthiol (CH3SH). Les thioéthers, en revanche, sont nommés en fonction des groupes alkyles liés à l'atome de soufre, comme dans le cas du sulfure de diméthyle (CH3SCH3).

• Expliquez pourquoi les thiols possèdent une odeur si caractéristique et comment cela influence leur détection dans des applications pratiques. Les thiols ont une odeur forte et désagréable, souvent décrite comme similaire à celle des œufs pourris, en raison de la présence du groupe -SH. Cette odeur caractéristique est très perceptible même à faibles concentrations, ce qui rend les thiols utiles pour détecter les fuites de gaz naturel, où de petites quantités de mercaptans sont ajoutées au gaz inodore pour faciliter la détection des fuites.

• Comparez les propriétés de solubilité dans l'eau entre thiols et thioéthers, en expliquant la raison des différences observées. Les thiols tendent à être plus solubles dans l'eau que les thioéthers, en raison de la présence du groupe -SH, qui peut former des ponts d'hydrogène avec les molécules d'eau. Les thioéthers, en revanche, sont moins polaires et ne forment pas de ponts d'hydrogène avec l'eau, ce qui entraîne une moindre solubilité.

Engagement des Élèves

1. Quelle est la principale différence de réactivité entre thiols et thioéthers ? 2. Comment la présence du groupe fonctionnel -SH influence-t-elle les propriétés physiques des thiols ? 3. Donnez un exemple pratique de l'utilisation des thioéthers dans l'industrie. 4. Expliquez comment les thiols sont importants en biochimie, en mentionnant un exemple spécifique.

Conclusion

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif de cette étape est de résumer et de récapituler les principaux points abordés en cours, renforçant la compréhension des élèves. De plus, en soulignant les connexions pratiques et la pertinence des composés sulfurés, on cherche à accroître l'intérêt et la motivation des élèves pour l'étude de la chimie organique.

Résumé

• Introduction aux fonctions sulfurées, soulignant l'importance du soufre en chimie organique.
• Définition et nomenclature des thiols, avec des exemples comme l'éthanethiol (CH3CH2SH).
• Propriétés des thiols, y compris l'odeur caractéristique, la polarité et la solubilité dans l'eau.
• Définition et nomenclature des thioéthers, avec des exemples comme le sulfure de diméthyle (CH3SCH3).
• Propriétés des thioéthers, y compris une moindre polarité et solubilité par rapport aux thiols.
• Comparaison entre les propriétés physiques et chimiques des thiols et thioéthers.

Au cours du cours, un lien clair a été établi entre la théorie des fonctions sulfurées et leurs applications pratiques. Des exemples de la vie quotidienne ont été présentés, comme l'utilisation des thiols dans la détection des fuites de gaz et l'importance des thioéthers dans les parfums et la synthèse organique, facilitant la compréhension des élèves sur la pertinence du contenu étudié.

Les composés sulfurés jouent un rôle vital dans diverses domaines de la vie quotidienne, depuis la biologie humaine jusqu'à l'industrie chimique. Par exemple, l'odeur des thiols est utilisée pour détecter les fuites de gaz naturel, et les thioéthers sont utilisés dans la production de parfums. Ces exemples montrent l'importance pratique des fonctions sulfurées, rendant l'étude du sujet pertinent et applicable pour les élèves.