Atomes et molécules (CHIM101_MPC)

Présentation

Les cours de chim101 visent à rendre l’étudiant capable de décrire et d’expliquer de façon simple la structure et les propriétés de la matière à l’échelle des atomes, des ions et des molécules.

Objectifs

Les objectifs spécifiques ci-dessous sont détaillés pour une planification de 1 séance en grand groupe et 1 séance en petit groupe par semaine.

Cours semaine 1 : Être capable de :

  • Donner le nombre de nucléons et d’électrons d’un atome ou d’un ion connaissant A et Z
  • Expliquer ce qu’est un spectre d’absorption et un spectre d’émission
  • Calculer les longueurs d'ondes ou les énergies émises ou absorbées par un atome d'hydrogène
  • Calculer en J et eV les énergies permises dans l’atome de H           

Cours semaine 2 : Etre capable de …

  • Nommer les nombres quantiques et les calculer
  • Donner le nom «officiel» des orbitales de l’atome de H
  • Dessiner la représentation conventionnelle des orbitales s et p
  • Restituer l’ordre des orbitales selon Klechkowski

 Cours semaine 3 : Etre capable de  :

  • Donner la configuration électronique à l’état fondamental d’un atome ou d’un ion connaissant Z en utilisant ou pas les cases quantiques.
  • Dessiner la répartition des électrons à l’état fondamental dans un diagramme énergétique pour tout atome polyélectronique
  • Donner la structure électronique d’un ion
  • Dessiner la représentation selon Lewis d’un atome ou d’un ion

 Cours semaine 4 : Etre capable de :

  • De donner la structure électronique selon Klechkowski d’un atome connaissant sa position dans le tableau périodique des éléments et réciproquement
  • De donner le nom et la position des 4 familles d’éléments
  • De prévoir d’après sa position dans le tableau périodique si un atome donne plutôt un cation ou un anion.
  • De restituer l’évolution des propriétés des éléments dans le tableau (rayon, énergie d’ionisation, affinité électronique, électronégativité)
  • De classer les corps purs composés selon le modèle ionique en appliquant la condition d’ionicité
  • De prévoir d’après la structure électronique d’un atome quel ion le plus probable il formera

Cours semaine  5 : Etre capable  :

  • Déterminer la valence des atomes dans une molécule connaissant leur numéro atomique
  • Dessiner en représentation de Lewis des molécules diatomiques
  • Dessiner en représentation de Lewis des molécules ou ions moléculaires à atome central
  • Dessiner en représentation de Lewis des molécules ou ion moléculaire à atome central sous plusieurs formes mésomères
  • Représenter ces espèces dans l’espace en représentation de Cram en nommant leur géométrie selon la théorie RPEV (jusqu’à 6 directions )
  • Citer les paramètres influençant la valeur des angles de liaison.
  • (vidéo pour les 2 derniers objectifs)

 Cours semaine 6 : Etre capable de :

  • Représenter ces espèces dans l’espace en représentation de Cram en nommant leur géométrie selon la théorie RPEV (jusqu’à 6 directions )
  • Dessiner le diagramme énergétique des orbitales hybrides sp,sp2 et sp3 à partir du diagramme des OA 2s et 2p.            
  • Utiliser une représentation schématique pour indiquer les orientations des différentes orbitales hybrides autour d’un atome hybridé 
  • De déterminer le type d’hybridation d’un atome dans une molécule      
  • Décrire le principe de construction d’orbitales moléculaires (O.M) dans la théorie C.LO.A ( ou L.C.A.O)        
  • Dessiner la représentation conventionnelle des OM de type s et p liantes et antiliantes.                    
  • Dessiner la diagramme énergétique des orbitales moléculaires issues d’une combinaison linéaire d’orbitales s et de placer les électrons de valence
  • (vidéo pour les 3 derniers objectifs)               

 Cours semaine 7 : Etre capable de :

  • Décrire le principe de construction d’orbitales moléculaires (O.M) dans la théorie C.LO.A ( ou L.C.A.O)
  • Dessiner la représentation conventionnelle des OM de type s et p liantes et antiliantes.
  • Dessiner la diagramme énergétique des orbitales moléculaires issues d’une combinaison linéaire d’orbitales s et de placer les électrons de valence
  • (vidéo pour les 3 premiers objectifs)
  • De dessiner un diagramme des énergies des O.M d’une molécule de type X2 avec X appartenant 2ème période (cas corrélé et non corrélé)
  • De disposer les électrons dans ce diagramme d’O.M et en déduire le caractère paramagnétique ou diamagnétique de la molécule
  • De calculer l’indice de liaison à partir de ce diagramme d’O.M et en déduire l’évolution de la longueur de cette liaison

 Cours semaine 8 : Etre capable de :

  • Donner la définition de : moment dipolaire, liaison polarisée, molécule polaire, apolaire
  • Calculer le moment dipolaire d’une liaison, connaissant la charge partielle des atomes et la longueur de liaison et vice versa.
  • Calculer un moment dipolaire par combinaison vectorielles de 2 autres moments
  • Déterminer la polarisation des liaisons en lien avec l’électronégativité (table fournie).
  • D’évaluer si le moment dipolaire d’une molécule organique simple est non nul

 Cours semaine 9 : Etre capable :

  • D’identifier le type d’effet inductif (+ I ou –I) d’au moins 3 types différents de groupes d’atomes au niveau d’une liaison.
  • De dessiner le type d’effet inductif (+ I ou –I) au niveau d’une liaison.
  • D’identifier le type d’effet mésomère (+ M ou –M) d’au moins 3 types différents de groupes d’atomes au niveau d’une liaison.
  • D’écrire les formes mésomères d’une molécule conjuguée en indiquant celles qui ont le plus de poids

Volume horaire

  • CM : 13.5
  • TD : 13.5

Bibliographie

Chimie: Molécules, matière, métamorphoses P. William Atkins,L. Jones

Informations complémentaires

Travail attendu de la part des étudiants :

  • Visionner les capsules vidéos demandées avant la venue en amphithéâtre
  • Etre actif en résolvant les questions posées en grand groupe, prendre des notes
  • Effectuer les tests auto-correctifs en ligne après chaque séance en amphi et /ou visionnage des vidéos
  • Etre actif en séance de travaux en petits groupes, noter les corrections des exercices

 

 

Diplômes intégrant ce cours

En bref

Crédits ECTS : 3

Langue d'enseignement
Français

Contact(s)

UFR, Écoles, Instituts