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Formules topologiques et isomérie

La formule topologique est un mode de représentation très utilisé en chimie organique.

• Formule semi-développée de l’acide 3,4,5-triméthyloctanoïque :
  

  


• Formule topologique de l’acide 3,4,5-triméthyloctanoïque :
  
  

  

La formule brute d’une molécule indique sa composition, en précisant le nombre et la nature des atomes qui la composent. Les formules semidéveloppées ou topologiques rendent compte des liaisons formées entre les atomes et donc de leur structure au sein de la molécule. Or, une même formule brute peut correspondre à plusieurs structures possibles et donc à des molécules différentes. Ces molécules sont appelées des isomères de constitution.

Le spectromètre de masse a permis d’obtenir les masses molaires de trois molécules et donc de déduire leur formule brute. La réaction entre la molécule $\text{A}$ (${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_2$) et la molécule $\text{B}$ (${\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}$) conduit à la formation de la molécule $\text{C}$ (${\text{C}}_8{\text{H}}_{16}{\text{O}}_2$) et d'eau. La spectroscopie IR fournit ce spectre pour la molécule $\text{C}$ :

La spectrométrie de masse est une technique qui permet de déterminer la masse d’une molécule et d’en analyser sa structure, quand elle est couplée à la chromatographie en phase gazeuse. Elle est utilisée dans de nombreux domaines comme la médecine ou l’agroalimentaire. L’analyse du spectre de masse de la molécule A montre qu’elle possède un groupe carboxyle. Celle de la molécule $\text{B}$ montre la présence d’un groupe hydroxyle.