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MACROMOLÉCULES

Les macromolécules sont des entités chimiques constituées par un très grand nombre d'atomes assemblés entre eux par des liaisons covalentes. Alors que les molécules simples sont formées de quelques dizaines d'atomes au maximum, les macromolécules se caractérisent par des grandeurs tridimentionnelles et par des masses molaires qui sont, de beaucoup, supérieures à celles des molécules de la chimie (c'est-à-dire, pratiquement, de la chimie minérale).

Le terme « macromolécule » est général et se rapporte, en principe, à tout système défini comme ci-dessus, qu'il soit organique, inorganique, naturel, artificiel ou synthétique ; cependant, il est préférentiellement employé pour décrire des systèmes organiques et même, dans cette catégorie, plutôt ceux d'origine naturelle.

Les macromolécules artificielles, qui résultent de la modification chimique de macromolécules naturelles, ainsi que les macromolécules synthétiques, créées de toutes pièces à partir de molécules simples, sont le plus souvent appelées polymères. Macromolécule est cependant un terme bien adapté à la très grande variété des assemblages moléculaires qui, à présent, peuvent être obtenus, et c'est donc sous cet intitulé que seront développés les aspects physico-chimiques et chimiques de ces composés, les aspects physiques étant développés dans l'article polymères.

La science macromoléculaire est relativement récente, puisque c'est seulement dans les années 1920 que H. Staudinger (qui reçut le prix Nobel de chimie en 1953) a proposé la notion de macromolécule, qui s'opposait alors à la théorie micellaire (théorie selon laquelle les grosses molécules étaient interprétées comme une agrégation de petites molécules reliées entre elles par des liaisons non covalentes). La théorie macromoléculaire a triomphé et l'importance économique des matériaux polymères a suscité, à partir de la fin des années 1930, une explosion des recherches dans ce domaine, aussi bien théoriques qu'industrielles. En effet, les composés macromoléculaires sont présents dans tous les secteurs de l'activité économique, essentiellement sous forme de matériaux de structure, mais aussi dans les domaines du génie biomédical, de l'opto-électronique, du traitement des eaux résiduaires...

La plupart des propriétés particulières des composés macromoléculaires sont le reflet de la multiplicité des interactions moléculaires qui se développent soit à l'intérieur d'une même chaîne, soit entre les différentes chaînes constitutives d'un système donné. Il en résulte que ces propriétés sont fortement dépendantes de la nature des groupements moléculaires qui constituent une chaîne macromoléculaire.

Structure des macromolécules

Le terme « structure » recouvre ici différents niveaux, qu'il est important d'expliciter.

La dimensionnalité d'une macromolécule est une propriété structurale qui influence fortement ses propriétés physiques. Les macromolécules monodimensionnelles, les plus simples, présentent une architecture vermiculaire dont les anneaux successifs correspondent aux motifs constitutifs (ou unités monomères). C'est la répétition de ces motifs qui engendre la macromolécule. La famille des macromolécules monodimensionnelles inclut toutes celles dont les dimensions moléculaires sont finies (masses molaires de quelques milliers à quelques millions de g.mol—1), qu'elles soient linéaires ou ramifiées.

Les macromolécules bidimensionnelles développent des liaisons covalentes qui unissent les motifs constitutifs dans deux dimensions de l'espace et forment ainsi des feuillets monomacromoléculaires. De telles architectures sont difficiles à synthétiser ; elles sont rares et structuralement imparfaites dans la famille des polymères organiques naturels. On les rencontre plus fréquemment[...]

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Écrit par

  • : docteur ès sciences physiques, professeur à l'université de Bordeaux-I
  • : docteur ès sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Diverses configurations des homopolymères

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Visualisation de polymères à faible taux de cristallinité

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Pierre-Gilles de Gennes

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Autres références

  • ACÉTAMIDE (éthanamide)

    • Écrit par Dina SURDIN
    • 328 mots

    CH3—CO—NH2

    Masse moléculaire : 59,07 g

    Masse spécifique : 1,16 g/cm3

    Point de fusion : 82 0C

    Point d'ébullition : 222 0C.

    Monoamide primaire se présentant en cristaux blancs hexagonaux ou rhomboédriques. La structure cristalline de l'acétamide déterminée par les rayons X (méthode du...

  • ANTIGÈNES

    • Écrit par Joseph ALOUF
    • 7 382 mots
    • 5 médias
    En règle générale,les antigènes sont des macromolécules, mais toute macromolécule n'est pas obligatoirement immunogène. L'immunogénicité d'une macromolécule est d'autant plus élevée que sa taille est plus importante. Exceptionnellement, un certain nombre de molécules de faible taille moléculaire...
  • BIOPHYSIQUE

    • Écrit par Claude Michel GARY-BOBO
    • 6 413 mots
    La biophysique moléculaire se donne pour tâche l'étude de l'organisation spatiale des macromolécules en relation avec leurs interactions fonctionnelles dans le milieu biologique. C'est peut-être dans ce domaine que la puissance des méthodes physiques se révèle de façon le plus spectaculaire, par...
  • CHAMPETIER GEORGES (1905-1980)

    • Écrit par Pierre SIGWALT
    • 1 134 mots

    Chimiste français, né et mort à Paris, fondateur en France de la chimie macromoléculaire.

    Georges Champetier fait ses études secondaires à l'école primaire supérieure Lavoisier. Il y prépare le concours d'entrée à l'École supérieure de physique et chimie industrielles de la Ville de Paris, où il...

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Voir aussi