Chimie 1

CHIMIE

 

Objectifs de formation : La chimie est la science de la matière qui nous entoure. On la retrouve dans plusieurs secteurs des sciences de la nature et de la vie. Sa grande divergence nous oblige à connaître les principes essentiels de base.

Le cours introduit les outils nécessaires à une bonne compréhension de la nature microscopique de la matière. L’objectif de cette partie est la description et la compréhension de l’architecture de l’atome et la molécule.

L'approche thermodynamique appliquée aux équilibres est ensuite abordée afin d'appréhender la description macroscopique correspondante permettant de comprendre les notions d’acide et de base, l’oxydoréduction, la précipitation et la compléxation. L’objectif de cette partie est de fournir les bases nécessaires de la chimie en solution aqueuse.

 La cinétique chimique donne des informations sur la vitesse des transformations. Ainsi, l’étudiant comprend pourquoi certaines réactions se déroulent plus rapidement par rapport aux autres.

Les connaissances sur la configuration électronique des différents atomes, les différents types de liaisons et la cinétique permettent d’introduire la chimie organique. Tous ces aspects sont vitaux pour une bonne compréhension de cette discipline de chimie qui présente un grand intérêt pour la biochimie. Les règles essentielles de nomenclature systématique, les effets électroniques et l’isomérie permettent la description de la structure des molécules et la prévision de leur réactivité afin de connaître le mécanisme d'une réaction.

 

COURS

STRUCTURE DE LA MATIERE

1) Notions générales

·         Les états de la matière

·         Mélanges homogènes et hétérogènes

·         Mise en évidence de l’atome, noyau et les particules

·         Élément, corps simple et composé

·         Masse atomique et isotopie

2) Noyau et radioactivité

·         Défaut de masse, équivalence masse – énergie

·         Énergie de cohésion et stabilité du noyau

·         Radioactivité naturelle et artificielle

·         Loi de désintégration

3) Classification périodique des éléments

·         Bref rappel historique du tableau périodique

·         Principe de classification (période, groupe, bloc)

·         Nombres quantiques

·         Configuration électronique, représentation de Lewis

·         Propriétés périodiques (rayon, électronégativité, énergie d’ionisation, affinité, polarisabilité,  caractère métallique, non métallique, oxydant, réducteur, acide, basique, amphotère)

4) La molécule

·         Liaison chimique localisée  (covalente, ionique, polarisée, métallique)

·         Modèle de Lewis et règle de l’octet

·         Géométrie moléculaire (VSEPR)

·         Liaison physique : interaction de Van der Waals (force de Keesom, London, Debye), liaison hydrogène

5) Les cristaux

·         Définition

·         Structure cfc et cc

·         Cristaux moléculaires, ioniques et métalliques

THERMODYNAMIQUE CHIMIQUE

·         Principes caractéristiques d’une réaction chimique : équation chimique, stœchiométrie, conservation

·         Avancement d’une réaction chimique

·         Prévision du sens de l’évolution d’un système chimique 

·         Les équilibres chimiques

·         Constante thermodynamique de l’état d’équilibre

·         Composition chimique à l’équilibre

·         Déplacement d’équilibre (influence de la température, pression, l’ajout d’un constituant actif ou inerte)

CHIMIE EN SOLUTION

·         Les acides et les bases

·         L’oxydoréduction

·         La précipitation

·         Les complexes

CINETIQUE CHIMIQUE

·         Vitesse d’une réaction (système homogène à volume constant), loi de vitesse, ordre de réaction (global et partiel), constante de vitesse

·         Dégénérescence de l’ordre : cas où l’un des réactif est en grand excès, en particulier lorsque ce réactif est le solvant

·         Temps de demi-réaction

·         Application à une réaction d’ordre zéro, un et deux

·         Loi d’Arrhenius

·         Détermination de l’ordre (méthode graphique, différentielle et numérique)

CHIMIE ORGANIQUE

·         Nomenclature

·         Effets électroniques (inductif et mésomère)

·         Stéréochimie (les isomère, configuration absolue et relatives, représentation de Cram, Newman et Fischer)

·         Mécanismes réactionnels (substitution nucléophile, addition, élimination, substitution électrophile

 

TRAVAUX PRATIQUES

 

TP1 : Préparation des solutions.

TP2 : Dosage acido-basique.

TP3 : Dosage par précipitation.

TP4 : Dosage compléxométrique.

TP5 : Dosage par oxydoréduction.

TP6 : Modèles moléculaires.