IST Syllabus L2 Programme Majeure 4b Chimie (C, PC, CUPGE-PC)

Semestre 4

97,5 heures

UE Chimie Organique 2 (13,5h CM – 13,5h TD)

Prérequis
Modules de chimie des semestres 1 et 2 du portail PCSTI
UE Chimie organique 1 du semestre 3

Compétences visées
Maitrise des transformations fonctionnelles de base de la synthèse organique.

Enjeux du cours
Illustrer les réactions de substitution, élimination et addition à travers les différents groupements fonctionnels de la chimie organique.

Programme du cours

Chapitre 1 : Les alcanes : Propriétés physiques ; Propriétés chimiques

Chapitre 2 : Les alcènes: Structure et propriétés physiques ; Préparation ; Hydrogénation ; Additions électrophiles ; Additions radicalaires ; Hydroboration ; Réactions d’oxydations ; Polymérisation

Chapitre 3 : Les alcynes : Structure ; Préparation ; Propriétés chimiques ; Réactions d’additions Réduction, hydratation, hydrogénation, Réduction par les métaux, Hydroboration ; Réactions des alcynes vrais

Chapitre 4 : Les hydrocarbures aromatiques : Propriétés générales ; Substitution électrophile aromatique Mécanisme Exemples (halogénation, nitration, sulfonation, réactions de Friedel et Craft. Régiosélectivité de la substitution électrophile aromatique sur un benzène substitué. ; Réactivité de sels de diazonium ; Réactions sur la chaîne latérale

Chapitre 5 : Les dérivés halogénés – les organométalliques : Préparation ; Propriétés générales ; Réactions de substitutions nucléophiles ; Réactions d’éliminations ; Réactions avec les métaux – les composés organométalliques

Chapitre 6 : Alcools et phénols : Propriétés générales : Préparation ; Alcoolates et phénates ; Réactivité des alcools (substitution, déshydratation, estérification, oxydations)

Chapitre 7 : Aldéhydes et cétones : Propriétés générales ; Additions de nucléophiles oxygénés ; Additions de nucléophiles azotés ; Additions de nucléophiles carbonés ; Réductions ; Oxydations ; Réactivité en α du carbonyle

Chapitre 8 : Acides carboxyliques et dérivés : 
Propriétés générales ; La substitution nucléophile sur le groupe carbonyle (addition + élimination) Mécanisme général, Préparation des réactifs d’acylation, Réactions avec les nucléophiles oxygénés, Réactions avec les nucléophiles azotés, Réductions, Réactions avec les organométalliques
Réactions en α du carbonyle, La condensation de Claisen, Condensation intramoléculaire = cyclisation de Dieckmann, La synthèse malonique

Chapitre 9 : Les dérivés azotés : Les amines ; Les nitriles ; Les amides

UE Chimie Inorganique 1 (15h CM – 15h TD)

Prérequis
UE Chimie générale de la Majeure M4a-C

Compétences visées
Connaitre les éléments du tableau périodique et leur  réactivité, les principales propriétés physico-chimiques des éléments de transition et présenter la théorie du champ cristallin. Faire des liens entre la structure / la formule chimique (degrés d’oxydation des ions, configurations, stœchiométrie) et certaines propriétés des matériaux.

Programme du cours

La nomenclature

Le tableau périodique : La réactivité des éléments dans le tableau périodique ; Les groupes principaux

Chimie des métaux du bloc d : Formation des complexes de coordination ; Nomenclature des complexes de coordination ; Coordinences et géométries ; Isomérie des complexes des métaux du bloc d ; Théorie du champ cristallin ;  La couleur des composés d’éléments de transition ; Propriétés Magnétiques des complexes ; Déformation de Jahn-Teller

UE Introduction à la spectrochimie (6h CM – 10,5h TD)

Prérequis
Modules de chimie des semestres 1 et 2 du portail PCSTI
Majeures de chimie du semestre 3 : M3a-C et M3b-C

Compétences visées
Détermination structurale des molécules organiques à l’aide des méthode spectrométriques de références

Enjeux du cours
Présenter les techniques d’analyse et leur mise en œuvre pour la détermination structurale

Programme du cours
Introduction
L'analyse élémentaire
La spectrométrie de masse
La spectroscopie infrarouge (IR) : Introduction – théorie ; Interprétation des spectres IR
La spectroscopie ultraviolet-visible (UV-VIS)
La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) : Propriétés magnétiques du noyau ; Action d’un champ magnétique uniforme B₀ ; Le phénomène de résonance ; Instrumentation et manipulation de l’échantillon ; Le déplacement chimique en RMN ¹H, Définition, Les facteurs qui influencent le déplacement chimique Effets inductifs et Anisotropie diamagnétique ; Le couplage spin – spin ; Autres expériences de RMN

UE Chimie expérimentale : Organique & Inorganique (24h TP)

(Enseigné en CUPGE-PC en tant que mineure)
 

Prérequis
L1 chimie
M3b mention chimie ou physique chimie
Travaux pratiques de chimie inorganique L2 C et L2 PC

Compétences visées
Acquérir une expertise expérimentale et application des notions apprises en CM et TD.
Autonomie pendant le travail expérimental, qu'il s'agisse de la synthèse ou l'interprétation des résultats.
Synthétiser des complexes de cobalt.

Enjeux du cours
Faire le lien entre la théorie et l’expérience. La chimie organique est une matière expérimentale et il faut acquérir les méthodes et techniques de travail.
Les complexes de Cobalt sont préparés en traitant le chlorure de cobalt (II) avec de l' ammoniac et du chlorure d'ammonium suivi d'une oxydation. Les oxydants comprennent le peroxyde d'hydrogène ou l' oxygène en présence d'un catalyseur au charbon. L’intérêt de l'oxydation naturelle par l'oxygène de l'air est mis en évidence en absence d'oxydant chimique.
Des méthodes de filtrations par étapes permettent aux étudiants d'approfondir leur compétences en matière d'autonomie expérimentale.
Efficacité de la synthèse des complexes de cobalt jugée par les étudiants via une analyse spectrale par spectrométrie visible puis comparée aux résultats rapportés dans la littérature. Ceci permet aux étudiants d'examiner leur synthèse d'un autre point.

Programme du cours
Diverses synthèses seront effectuées en utilisant les techniques expérimentales. Couplage peptidique, formation d'un acétal par distillation azéotropique, Synthèse de la dibenzalacétone etc...
Synthèse de chlorure d’hexaammine cobalt III et de chlorure de chloropentaammine cobalt III
Synthèse de chlorure en trans et cis dichloro (éthylènediamine) cobalt III