Université Côte d'azur
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ECUE CHIMIE: Structure et représentation de la matière

Code de l'ECUE : SPEC101

Ce cours appartient à UE CHIMIE: Structure microscopique de la matière (6 ECTS) qui contient 2 ECUE
PORTAIL SCIENCES ET TECHNOLOGIES
Chimie théorique, physique, analytique
Campus Valrose
Licence 1
Semestre impair
Français

PRESENTATION

Le module (ou Unité d'Enseignement, UE) Structure microscopique de la matière est consacré à la compréhension de la structure de la matière et son organisation au niveau microscopique: noyau, électron, atome, molécule. Il est scindé en 2 sous parties: 

1- l'Atomistique (ECUE code SPEC100).
développé par ailleurs.

et

2- la Structure et représentation des molécules (ECUE code SPEC101) développée ici

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Cette deuxième partie est consacrée à la chimie structurale. Il s'agit ici d'aborder les différentes théories qui ont été développées pour décrire et représenter la structure des molécules. En particulier :

- Le modèle de Lewis, et la notion de mésomérie

- Le modèle VSEPR avec la prise en compte de la géométrie des molécules 

- Le modèle basé sur la description quantique de la liaison chimique (diagramme d’énergie des orbitales moléculaires, ...)

- La théorie de l'hybridation des orbitales atomiques

- et enfin les propriétés physico-chimiques et électroniques des interactions moléculaires (polarité, forces intermoléculaires)

Responsable(s) du cours

Sebastien Fiorucci

Présentiel

  • 10h de cours magistral
  • 12h de travaux dirigés
  • 6h de travaux pratiques

PREREQUIS

Avant le début du cours, je dois ...
  • savoir calculer un ordre de grandeur
  • savoir établir une équation aux dimensions
  • connaître le système international des unités
  • savoir faire des calculs élémentaires sans machine
  • Réaliser le test d'auto-évaluation sur le serveur Unisciel : https://socles3.unisciel.fr/course/view.php?id=29

OBJECTIFS

A la fin de ce cours, je devrais être capable de...
  • Acquérir les connaissances définissant la construction et la représentation des molécules et les propriétés qui en découlent
  • Décrire les constituants microscopiques de la matière (de l'atome à la molécule)
  • Appliquer les règles de construction et de représentation des molécules
  • Analyser la structures des molécules et identifier les interactions moléculaires
  • Expérimenter les outils de simulation moléculaire
  • Analyser les résultats d'un calcul scientifique
  • Organiser les résultats d'une expérimentation sous forme de compte rendu scientifique

CONTENU

  • Cette 2e partie du module Structure microscopique de la matière est consacrée aux premiers modèles de représentation des molécules : Lewis (chapitre 1), VSEPR (chapitre 2), DEOM (chapitre 3), hybridation (chapitre 4). La fin de cette ECUE sera consacrée aux effets électroniques (résonance, effet inductif et mésomère) et leurs conséquences sur la réactivité chimique (chapitre 5) ainsi qu'aux forces intermoléculaires (chapitre 6).

  • Dans ce premier chapitre sera abordée le modèle moléculaire de Lewis : la notion doublet libre, d'électron célibataire, de valence (principale et secondaire), la notion de liaison (simple, double, triple) et les règles construction de ce modèle.

  • Dans ce chapitre sera abordé le modèle VSEPR basé sur la répulsion des paires d’électrons liants et non-liants (de AX2 à AX6 ainsi que les sous-familles)

  • Dans ce 3e chapitre sera détaillé les règles de recouvrement orbitalaires qui permettent de construire les orbitales moléculaires à partir des orbitales atomiques. Seuls seront détaillés les DEOM de molécules diatomiques homo- et hétéro-nucléaires

  • Dans ce chapitre sera abordée la théorie de l'hybridation (sp, sp2, sp3 seulement cette année) qui permet d'expliquer la structure des molécules à partir de la combinaison d'orbitale atomique.Les notions suivantes seront également détaillées : délocalisation électronique dans les systèmes conjugués et aromaticité de Hückel

  • Ce 5e chapitre sera consacré aux effets électroniques (résonance, effet inductif et mésomère) et leurs conséquences sur la réactivité chimique 

  • Le 6e chapitre sera l'occasion d'aller au delà des molécules et de comprendre les interactions moléculaires. Parmi les interactions abordées, nous détaillerons tout particulièrement les interactions de type liaison hydrogène, les interactions ioniques et les interactions de van der Waals ainsi que leur conséquences sur la structuration microscopique de la matière.

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Important
Ce syllabus n’a aucune valeur contractuelle. Son contenu est susceptible d’évoluer en cours d’année : soyez attentifs aux dernières modifications.