Université Côte d'azur
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ECUE CHIME : Atomistique

Code de l'ECUE : SPEC10

Ce cours appartient à UE CHIMIE S1 : Structure microscopique de la matiere (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 SPEC10).
développé ici.

et

2- la Structure et représentation des molécules (ECUE code SPEC11) développée par ailleurs.

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L'atomistique est un domaine scientifique entre la physique et la chimie qui s'intéresse aux briques élémentaires de la matière et plus précisément à la description de la structure interne des atomes. Dans cette partie, nous étudierons :

- les premiers développements de la mécanique quantique qui ont eu lieu au début du 20e siècle (effet photoélectrique, hydrogénoïdes, onde de De Broglie, principe d’incertitude d’Heisenberg)

- les bases de la mécanique quantique (équation de Schrödinger, orbitale atomique, fonction d’onde, nombre quantique)

- à l'aide de cette théorie, nous décrirons la configuration électronique des éléments

- et nous étudierons les propriétés physico-chimiques dans le tableau périodique (électronégativité, règle de Slater, ...)

Responsable(s) du cours

Sebastien Fiorucci

Présentiel

  • 12h de cours magistral
  • 16h 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)
  • 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

  • Dans cette première partie du module Structure microscopique de la matière seront abordées les rappels sur la structure de l'atome (chapitre 1), les bases théoriques de la mécanique quantique (chapitre 2) permettant de décrire les orbitales atomiques (chapitre 3) et moléculaires, la configuration électroniques des éléments (chapitre 4) et les propriétés dans le tableau périodique (chapitre 5).

  • Dans ce premier chapitre seront rappelés les éléments de base constituants les atomes (neutron, proton, électron), les notions d'élément chimique, de numéro atomique, de nombre de masse, de nombre de charge, d'isotope et d'ion.

  • Dans ce 2e chapitre seront abordées les bases théoriques de la mécanique quantique : l'interaction rayonnement matière (absorption, émission), la quantification de l'énergie (état fondamental et états excités), l'effet photoélectrique, les hydrogénoïdes, les transitions électronique et les spectres de raies, la dualité onde-corpuscule et l'incertitude d'Heisenberg.

  • Dans ce 3e chapitre seront abordées les notions portant sur la description du comportement des électrons dans l'atome : équation de Schrodinger, fonction d'onde, densité de probabilité de présence, orbitale atomique (s et p principalemement).

  • Dans ce 4e chapitre seront abordées les notions suivantes : les 4 nombres quantiques (n, l, m, s), la nomenclature des orbitales atomiques et leur ordre de remplissage (règles de Hund, Pauli, Klechkowski) et les électrons de coeur et de valence.

  • Dans ce 5e chapitre, les notions suivantes seront abordées : les familles d'éléments atomiques et les évolutions "périodiques" des propriétés atomiques (rayon, énergie d'ionisation, affinité électronique, électronégativité, charge nucléaire effective).

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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.