Atomes et liaisons chimiques (CHIM502_CHIM)

Volume horaire

CM : 27h / TD : 27h

Présentation

Comprendre les bases quantiques nécessaires à l’élaboration des diagrammes d’énergie des molécules qui permettent de prévoir la réactivité chimique.

Objectifs

Apprendre à construire des diagrammes d’énergie de molécules à partir des atomes tout en maitrisant les règles quantiques s’appliquant aux interactions orbitalaires et les approximations nécessaires pour le calcul des énergies des niveaux occupés par les électrons. Savoir utiliser une méthode qualitative permettant d’accéder plus simplement au diagramme d’énergie et à la forme des orbitales moléculaires.

Compétences acquises

Savoir construire le diagramme d’énergie d’une molécule à partir des atomes correspondants. Calculer l’énergie de l’état fondamental des atomes et des molécules. Etre capable de mettre en œuvre aussi bien des méthodes calculatoire de mécanique quantique que des méthodes qualitatives (orbitales de fragment) pour élaborer les diagrammes d’énergie et déterminer la forme des orbitales atomiques ou moléculaires.

Pré-requis

  • CHIM 101-MPC
  • MATH 102-MPC
  • MATH 203-MPC
  • MATH 302-MPC

Plan du cours

Introduction à la mécanique quantique

I. Description quantique des atomes:

  • I.1. Rappels de mécanique quantique
  • I.2. L’atome d’hydrogène
  • I.3. Les atomes hydrogénoïdes
  • I.4. Les atomes polyélectroniques

II. Description quantique des molécules:

  • II.1. Première approche
  • II.2. Les approximations fondamentales
  • II.3. L’ion moléculaire H2+
  • II.4. La molécule H2
  • II.5. Le déterminant séculaire

III. Interactions des OA, les molécules diatomiques:

  • III.1. Interactions de 2 OA
  • III.2. Eléments de symétrie moléculaire
  • III.3. Interactions de 3 OA: molécule AH
  • III.4. Etude de molécule diatomique

IV. La méthode des fragments:

  • IV.1. Ex de systèmes simples
  • IV.2. Les molécules AH3 et AH4
  • IV.3. Les hydrocarbures, alcanes, alcènes, alcynes

V. La méthode de Hückel:

  • V.1. Principe de la méthode
  • V.2. Système p de l’éthylène

VI. Approche des méthodes Ab-initio:

Bibliographie

  • Y.Jean, F.Volatron (1993) Structure électronique des molécules 1. De l’atome aux molécules simples.
  • Y.Jean, F.Volatron (1994) Structure électronique des molécules 2. Géométrie, réactivité et méthode de Huckel.
  • J-L.Rivail (1994) Eléments de chimie quantique à l’usage des chimistes.

Diplômes intégrant ce cours

En bref

Crédits ECTS : 6

Langue d'enseignement
Français

Contact(s)

UFR, Écoles, Instituts

Lieu(x)

  • Le Bourget-du-Lac (73)