IST Syllabus L3 Programme Majeure 5b Physique Chimie

Semestre : S5

98,5h

UE Spectroscopies (6h de CM et 6h de TD)

UE Spectroscopies

Compétences visées
Identification de la structure chimique de composés à partir des spectres IR et RMN du proton.

Modalités de contrôle des connaissances
Oral et examen terminal

Programme du cours
Spectrophotométrie UV-visible
Spectroscopie IR
Résonance magnétique nucléaire, RMN

UE Atomistique (7,5h de CM et 7,5h de TD)

UE Atomistique

Programme du cours
Introduction à la mécanique quantique
Dualité onde-corpuscule, lumière et corpuscules de matière, quantification.
Fonction d'onde. Amplitude de probabilité. Densité de probabilité de présence.
Condition de normalisation.
Équation de Schrödinger dépendant du temps et indépendante du temps
Opérateur Hamiltonien.
Relation d’incertitude de Heisenberg
Opérateurs, équations aux valeurs propres, fonctions propres, valeurs propres.
Produit scalaire.
Recouvrement. Orthogonalité
Opérateurs linéaires et hermitiques
Définition de la dégénérescence
Enoncé des Postulats Mécanique Quantique
Valeur moyenne d'une grandeur physique

Atome d’hydrogène et hydrogénoïdes
Rappels et compléments cours L2 :
Valeurs propres de H (ou énergies).
Nomenclature des fonctions propres
Nombres quantiques
Description des fonctions propres : fonctions radiales et angulaires
Étude des fonctions ns, fonctions np, et fonctions nd
Densité de probabilité radiale
Moment cinétique orbital et moment cinétique de spin
Opérateur vecteur moment cinétique orbital L
Expression de l’opérateur Î 2 en coordonnées sphériques.
Fonctions propres de Π2 : Harmoniques sphériques Y_l,m(θ,ϕ)
Valeurs propres de Î 2  
Expression de l’opérateur Lz, composante sur l'axe z de l'opérateur vecteur L en coordonnées sphériques. Fonctions propres et valeurs propres de Lz.
Nombres quantiques correspondants l et ml.
Moment cinétique intrinsèque de l’électron S appelé spin
Nombre quantique magnétique de spin
Opérateurs : S2 et Sz : valeurs propres, nombres quantiques correspondants s et ms.
Moment cinétique général J
Addition et couplage de 2 moments cinétiques J1 et J2.
Théorème d'addition des moments cinétiques.

Atomes polyélectroniques
Rappels et compléments de L2 :
Approximation orbitalaire : expression mathématique et nomenclature des OA.
Énergies des OA : règle de Klechkowsky
Configuration électronique d'un atome : principe d'exclusion de Pauli
Électrons de coeur, électrons de valence.
Rayon des OA
Énergie d’ionisation.
États atomiques et termes spectroscopiques : 
Définition d’un terme spectroscopique
Dégénérescence d’un terme spectroscopique
Méthode générale de détermination des termes  spectroscopique
Étude des cas particuliers : Couches complètes, configurations à 1 électron actif, Configurations à 2 électrons actifs : e-  non équivalents, et e- équivalents
Ordre énergétique des termes spectroscopiques : règles de Hund
Termes de structure fine : couplage spin-orbite.
Classement termes structure fine : 3è règle de Hund
Spectres électroniques des atomes
Spectres atomiques
Règles de sélection.

UE Chimie expérimentale (13h de TP)

UE Chimie expérimentale

Programme de TP
Synthèse du trans-cyclohexane-1,2-diol
Synthèses et analyse UV-visible de complexes du vanadium