H₂O, CO₂, C₄H₁₀ : trois suites de lettres et de chiffres qui suffisent à désigner l’eau, le gaz carbonique et le butane sans ambiguïté sur toute la planète. Elle porte deux noms selon l’endroit où tu la rencontres : la formule moléculaire chez l’IUPAC, l’organisme international de nomenclature chimique, et la formule brute dans les programmes français. Même objet, deux étiquettes.
Poser l’équivalence dès le départ évite l’erreur la plus coûteuse en seconde : croire qu’il y a deux notions distinctes à mémoriser. Il n’y en a qu’une, et elle sert de socle à toutes les autres représentations planes, du schéma de Lewis aux écritures qui détaillent les liaisons.
Qu’est-ce qu’une formule chimique 🔬 ?
Une formule chimique est la notation symbolique qui identifie une entité à partir des symboles des éléments qui la composent et du nombre d’atomes de chacun. Le glossaire d’accompagnement des programmes de chimie d’Éduscol le formule ainsi : une entité chimique est un « objet pouvant être dénombré », et « une entité peut être décrite au moyen d’une formule chimique ».
Sous ce terme général se rangent plusieurs écritures différentes. La formule brute, appelée molecular formula dans la nomenclature de l’IUPAC, donne la composition. Les écritures développée et semi-développée, ainsi que le schéma de Lewis, y ajoutent des informations sur les liaisons. Le terme générique les englobe toutes ; il désigne aussi bien H₂O que Cl⁻ ou Ne, puisque les atomes isolés et les ions sont eux aussi des entités chimiques.
Elle sert d’ailleurs à deux niveaux : l’entité elle-même, prise une par une, et l’espèce que tu manipules en flacon, cette collection d’entités identiques. On précise alors l’état physique : H₂O(s) désigne la glace.
Formule moléculaire = formule brute.
Le premier terme vient de la nomenclature internationale (IUPAC), le second est celui de tes programmes et de tes énoncés d’examen.
En copie, écris formule brute : c’est le mot que le correcteur attend.
Qu’est-ce que la formule brute moléculaire 🧪 ?
La formule brute d’une molécule est la représentation la plus économique : elle donne la nature des atomes présents, par leur symbole, et leur nombre, en indice. En revanche elle ne dit rien de la façon dont ils s’assemblent. C’est à la fois sa limite et sa force, puisqu’elle tient en quelques caractères.
🔍 Comment lire une formule brute ?
Deux informations, deux emplacements. Le symbole vient de la classification périodique :
O
Oxygène
C
Carbone
H
Hydrogène
N
Azote
L’indice, écrit en bas à droite du symbole, en compte les exemplaires. Sans indice, il n’y en a qu’un.
Eau, H₂O
deux hydrogènes pour un oxygène
Éthane, C₂H₆
deux carbones et six hydrogènes
Acétone, C₃H₆O
trois carbones, six hydrogènes et un oxygène
Butane, C₄H₁₀
quatre carbones et dix hydrogènes
🧮 Comment compter les atomes d’une molécule ?
L’atomicité d’une molécule est le nombre total d’atomes qu’elle contient, toutes espèces confondues. Le mot appartient à l’usage scolaire plus qu’au vocabulaire officiel, mais l’opération qu’il désigne est bien un attendu : additionner les indices que tu y lis.
Prends le butane, C₄H₁₀ : quatre carbones plus dix hydrogènes, son atomicité vaut 14. Pour l’acétone C₃H₆O, le compte donne 3 + 6 + 1 = 10. Ce dénombrement est exactement ce qui permet ensuite d’en peser l’entité, capacité que le programme de seconde énonce ainsi : « déterminer la masse d’une entité à partir de sa formule brute et de la masse des atomes qui la composent ».
Une mole contient exactement
entités élémentaires : la constante d’Avogadro, valeur exacte depuis la redéfinition du Système international (Programme de physique-chimie de seconde, Ministère de l’Éducation nationale, 2019)
Sais-tu quels types de rayonnements composent la lumière du soleil ?
Quelles sont les différentes représentations d’une molécule 📊 ?
Une même molécule s’écrit de plusieurs façons : formule brute, écritures développée et semi-développée, schéma de Lewis, sans compter le nom et les modèles en trois dimensions. Chacune montre autre chose, et le chimiste retient celle qui sert son propos du moment.
Le langage de la chimie est plus qu’un code : il a la souplesse sémantique d’une langue naturelle.
Sophie Canac, chercheuse en didactique de la chimie, CultureSciences-Chimie, ENS-PSL (2020)
Cette pluralité n’est pas une coquetterie de notation. Sophie Canac, chercheuse en didactique de la chimie à l’École normale supérieure - PSL, dénombre pour une même espèce au moins sept autres représentations sémiotiques au-delà du nom et de l’écriture brute, et prend précisément le butane pour exemple. Les chimistes eux-mêmes ne convergent pas : certains raisonnent d’abord en semi-développée, d’autres restent attachés à la notation la plus courte.
Formule brute
nature et nombre des constituants, C₃H₆O pour l’acétone, vue au collège et réinvestie en seconde
Schéma de Lewis
doublets liants et doublets non liants, l’attendu de la seconde
Développée
toutes les liaisons covalentes, une par tiret, travaillée en première
Semi-développée
les liaisons sauf celles des hydrogènes, CH₃-CO-CH₃ pour l’acétone, également en première
📌 La formule brute
La formule brute en dit la composition et s’arrête là. Deux corps aux propriétés très différentes peuvent donc partager la même : on parle alors d’isomères. C₂H₆O désigne aussi bien l’éthanol, l’alcool des boissons, que le méthoxyméthane, un gaz. Impossible de les départager ainsi ; il faut une notation qui montre l’enchaînement des atomes.
✏️ Les formules développée et semi-développée
La formule développée figure chaque atome par son symbole et chaque liaison covalente par un tiret. Une simple, un tiret ; une double, deux traits parallèles ; une triple, trois. Rien n’est masqué, ce qui la rend lisible mais encombrante dès que l’édifice grandit.
La formule semi-développée est le compromis : on part de la précédente et on masque les liaisons que les hydrogènes forment avec leurs voisins, en gardant toutes les autres. L’éthane devient CH₃-CH₃, l’acétone CH₃-CO-CH₃. Toutes deux relèvent du programme de première, où elles apparaissent avec la topologie et l’isomérie de constitution ; en seconde, tu les croises surtout en illustration.
Pour les tracer correctement, une seule règle compte : respecter le nombre de liaisons covalentes propre à chaque espèce d’atome. Éduscol fixe ce prérequis noir sur blanc, « connaître le nombre de liaisons covalentes pour les atomes H, C, O et N ».
| Élément | Symbole | Nombre de liaisons covalentes | Formes possibles |
|---|---|---|---|
| Hydrogène | H | 1 | Une liaison simple |
| Oxygène | O | 2 | Deux simples ou une double |
| Azote | N | 3 | Trois simples, une simple et une double, ou une triple |
| Carbone | C | 4 | Quatre simples, deux simples et une double, deux doubles, ou une simple et une triple |
⚛️ Le schéma de Lewis
Le schéma de Lewis fait apparaître tous les doublets d’électrons :
Les doublets liants
qui assurent les liaisons covalentes
Les doublets non liants
ces paires qui n’engagent rien
C’est la plus riche des quatre, et celle que le programme de seconde attend explicitement. L’attendu officiel est le suivant : « décrire et exploiter le schéma de Lewis d’une molécule pour justifier la stabilisation de cette entité, en référence aux gaz nobles, par rapport aux atomes isolés (Z ⩽ 18) ». Autrement dit, il ne sert pas à décorer : il explique pourquoi l’édifice tient.
| Eau | Éthane | Acétone |
|---|---|---|
 |  |  |
| Deux doublets non liants sur l’oxygène | Aucun doublet non liant | Deux doublets non liants sur l’oxygène |
L’opération inverse fonctionne aussi : efface les doublets non liants d’un schéma de Lewis et tu retombes sur la développée. Pour la semi-développée, masque en plus les liaisons portées par les hydrogènes.
| Eau | Éthane | Acétone |
|---|---|---|
 |  |  |
| Les liaisons O-H disparaissent | La liaison C-C reste visible | La double liaison C=O reste visible |
En seconde, l’attendu officiel est le schéma de Lewis. La logique est claire : il montre les doublets non liants, donc explique la stabilité de l’édifice par référence aux gaz nobles.
La développée, elle, arrive en première avec la chimie organique. Si un exercice de seconde te la demande, c’est un bonus, jamais une exigence.
Connais-tu le symbole Bk ?
Quels sont les 4 types de molécules organiques 🧬 ?
Les molécules organiques sont celles bâties autour d’un squelette carboné, associé le plus souvent à des hydrogènes. On les classe non par leur taille mais par le groupe caractéristique qu’elles portent : alcool, aldéhyde, cétone et acide carboxylique en constituent le quatuor de base, auquel s’ajoutent les hydrocarbures, dépourvus de tout groupe fonctionnel.
🔍 Les familles de molécules organiques
Un groupe caractéristique est un assemblage d’atomes qui confère à la molécule un comportement reconnaissable. Toutes celles qui le portent forment une famille et réagissent de façon comparable. C’est ce qui rend la classification utile : connaître la famille, c’est anticiper les réactions.
Famille n°1
Hydrocarbure
Aucun groupe, deux éléments seuls, comme le butane C₄H₁₀.
Famille n°2
Alcool
Groupe -OH porté par la chaîne, comme l’éthanol C₂H₆O.
Famille n°3
Aldéhyde
Groupe -CHO en bout de chaîne, comme l’éthanal C₂H₄O.
Famille n°4
Cétone
Groupe C=O au sein de la chaîne, comme l’acétone C₃H₆O.
Famille n°5
Acide carboxylique
Groupe -COOH, comme l’acide éthanoïque C₂H₄O₂.
📝 Comment les reconnaître dans une formule ?
La formule brute seule ne suffit pas, et C₂H₆O le prouve : éthanol ou méthoxyméthane, deux familles pour une même écriture. Il faut passer à la semi-développée, où le groupe se lit directement.
CH₃-CH₂-OH
le -OH terminal signe un alcool, ici l’éthanol
CH₃-O-CH₃
l’oxygène inséré au milieu signe un éther, le méthoxyméthane
CH₃-CO-CH₃
le C=O encadré des deux côtés signe une cétone, l’acétone
CH₃-COOH
le -COOH en bout de chaîne signe un acide carboxylique
Le réflexe de lecture est toujours le même : repère d’abord le squelette, puis cherche l’oxygène ou l’azote et regarde à quoi ils sont liés. La position de l’hétéroatome décide de la famille bien plus que la longueur de la chaîne.
Es-tu au point sur l'énergie électrique ?
Que dit le programme de seconde sur la représentation des molécules 📚 ?
Le programme de physique-chimie de seconde générale et technologique, publié au Bulletin officiel spécial n° 1 du 22 janvier 2019, attend deux choses sur ce chapitre :
Savoir nommer une entité à partir de son écriture
Savoir exploiter un schéma de Lewis
La développée n’y figure pas. La capacité exigible tient en une phrase : « utiliser le terme adapté parmi molécule, atome, anion et cation pour qualifier une entité chimique à partir d’une formule chimique donnée ». Le texte rappelle aussi l’acquis du collège à réinvestir : les constituants de l’atome et les notations O₂, H₂, N₂, H₂O, CO₂.
Ce vocabulaire n’a rien d’arbitraire. Le glossaire d’accompagnement d’Éduscol précise que les concepteurs des programmes du lycée « se sont constamment référés aux publications de l’IUPAC » pour rester conformes à ses recommandations. C’est exactement pour cela que molecular formula et formule brute désignent la même chose : le second est la traduction scolaire du premier.
Ces trois dernières arrivent ensemble en première, avec :
Les liaisons covalentes
Le squelette carboné
Les fonctions
La nomenclature
Prendre de l’avance dessus en seconde ne nuit pas, à condition de savoir que l’évaluation, elle, portera sur Lewis. Un professeur particulier de physique-chimie chez Superprof aide justement à démêler ce qui est exigible de ce qui relève du bonus.
Retiens la hiérarchie : la brute compte, le schéma de Lewis montre les doublets et justifie la stabilité, les deux dernières détaillent l’enchaînement. Choisis selon la question posée, pas selon ce que tu maîtrises le mieux : c’est ce réflexe qui fait la différence en copie.
Sources 📚
- Ministère de l’Éducation nationale et de la Jeunesse. « Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique. » Bulletin officiel spécial n° 1 du 22 janvier 2019, education.gouv.fr. Consulté le 23 octobre 2026.
- Éduscol, Ministère de l’Éducation nationale et de la Jeunesse. « Glossaire d’accompagnement des programmes de chimie. » Août 2019, eduscol.education.gouv.fr. Consulté le 23 octobre 2026.
- Éduscol, Ministère de l’Éducation nationale et de la Jeunesse. « Comment décrire les molécules organiques ? » Juillet 2019, eduscol.education.gouv.fr. Consulté le 23 octobre 2026.
- IUPAC. « Molecular formula. » Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), entrée M03987, d’après le Red Book, 3ᵉ édition, 2005, goldbook.iupac.org. Consulté le 23 octobre 2026.
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Bonjour
Monsieur vous pouvez me dire comment on passe de la représentation 3D a la rep 2D des molécule et merci d’avance?
J’ai rien compris mais j’ai trouvé ce qu’il me fallait donc Merci mon ami. Continuez de faire votre passion un jour peut être et je l’espère tu gagnera le prix Nobel.
bonjour, pouvez vous m’expliquer ce qu’est la formule topologique s’il vous plait, merci !
Bonjour,
Pourquoi dans la formule de la formule de la trinitrate de glycérine ou nitroglycerine C3H5N3O9 les atome de carbone et d’Hydrogène ne sont pas représentés ?