Bloc "Savoirs"

Thermodynamique physique élémentaire; Les états d’équilibre du corps pur; Thermodynamique des mélanges simples.

Compétences visées : Maîtriser la thermodynamique du corps pur et de mélanges simples.

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Cet enseignement sera consacré à la mise en place des concepts fondamentaux de la description orbitalaire de la liaison chimique. Il s’agit d’introduire la description quantique de la structure électronique des atomes et molécules (orbitales atomiques, règles de combinaison des orbitales atomiques, orbitales moléculaires, diagrammes orbitalaires et leur utilisation).

Les étudiants seront ensuite sensibilisés à l’utilisation de la méthode dite «de fragmentation» pour déterminer les structures électroniques de molécules de plus en plus complexes: systèmes fictifs H4linéaires, plan carré, rectangle, molécules de type AH2linéaires et coudées, complexes organométalliques de type octaédrique... Dans ce dernier cas, les spectres d’absorption UV-Visible des complexes seront interprétés à partir de leur diagramme orbitalaire.

A l’issue de cet enseignement, l’étudiant saura déterminer les diagrammes orbitalaires de molécules organiques simples (diatomiques et triatomiques) et sera en mesure de mettre en œuvre la méthode de fragmentation pour déterminer les structures électroniques qualitatives de molécules plus complexes.

Compétences visées : Orbitales atomiques; orbitales moléculaires; diagramme orbitalaire; méthode de de fragmentation

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Cet enseignement fait suite à l’enseignement de chimie organique proposé en première année. La réactivité des différentes fonctions chimiques ainsi que des notions de sélectivité, de groupements protecteurs et des applications en synthèses totales seront abordées au cours de ce semestre.

• Rappel: dérivés halogénés -substitutions nucléophiles et éliminations.
• Réactivité liée à la présence de groupements hydroxyles(halogénation, oxydation, déshydratation, synthèse de Williamson, protection et activation); propriétés acido-basiques.
• Définition des aromatiques selon Huckel. Réaction de substitution électrophile aromatique (Friedel-Crafts, nitration, sulfonation, halogénation). (+ exemples d’oxydation)
• Alcènes/alcynes: Réactivité liée à la présence de double et triple liaisons carbone-carbone (addition électrophile, réduction, halogénation, oxydation, hydratation).
• Carbonyles: Additions nucléophiles sur des composés présentant des doubles liaisons carbone-oxygène: Aldéhydes et cétones (acétalisation, addition d’organomagnésiens, formation de cyanhydrines, réduction, réaction de Wittig). Introduction dans la chimie des dérivés d’acide carboxylique –(esterification, hydrolyse d’esters en milieux acide et basique).

Compétences visées : Groupes fonctionnels, Réactivité, substitution électrophile aromatique, addition électrophile et nucléophile, substitution AN/E, sélectivité, groupes protecteurs, synthèse multi-étape

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Cet enseignement présente les bases fondamentales des principales techniques d’analyse structurale et quantitative utilisées en Chimie, ainsi des domaines d'applications relatifs à chacune de ces techniques. Pour chacune des techniques présentées, le principe général ainsi que les relations fondamentales seront présentés de façon simple et ludique.

Dans cet enseignement, l’accent sera mis sur l’analyse et la détermination structurale de molécules organiques.Techniques d’analyse structurale et quantitative présentées: Spectroscopies optiques (UV-Visible, Infra-rouge) et magnétique (RMN), les Chromatographies (liquide et gaz), la spectrométrie de masse.

A l'issue de cette formation, les étudiants sauront séparer des produits, acquérir et analyser un spectre, regrouper des informations obtenues par différentes techniques,élucider/déterminer une structure chimique d’une molécule ou macromolécule inconnue, quantifier la concentration de cette molécule.

Compétences visées : Spectroscopies optique et magnétique, spectrométrie de masse, chromatographie, détermination structurale, analyses quantitatives.

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1. Propriétés des solutions diluées: Activités des ions en solution, Théorie de Debye-Huckel.
2. Équilibre chimique en solution: Effet de la température et de la pression; Solubilité des Gaz et température et pression; Solubilité des minéraux et température; Solubilité et pH
3. Complexation en solution et Processus de sorption sur les surfaces: Constante de stabilité et complexation; Stabilité des Complexes; Polycomplexe et relation de Scatchard; Chimisportion et isothermes d’adsorption
4. Oxydo-réduction: Potentiel redox et graphe concentration/potentiel, Potentiel/pH; Stabilité des espèces intermédiaires digramme de Frost et d’Ellingham; Limitation par le solvant, électrolyse de l’eau.

Compétences visées : Équilibre, complexation, oxydi-réduction, solubilité, solutions diluées.

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