Descriptif

Le cours expose les notions fondamentales permettant de rationaliser la chimie moléculaire, notamment la chimie organique et organométallique. En s’appuyant sur la théorie des orbitales moléculaires (dont les bases seront rappelées succinctement pour qu’aucun pré-requis ne soit nécessaire), le cours aborde la notion de modélisation en chimie et donne des outils pour comprendre la structure électronique et la réactivité des molécules. Le cours se focalise en premier lieu sur les molécules organiques, et en particulier les systèmes conjugués.  Ensuite, à partir des notions de conjugaison et d’aromaticité, la structure cristalline des solides et les interactions intermoléculaires sont abordées pour comprendre les propriétés électroniques des solides unidimensionnels et des applications dans le domaine de l’électronique organique sont présentées. Il se termine par l’étude, toujours basée sur les orbitales moléculaires, des composés organométalliques, d’une grande importance en catalyse. Tout au long des 10 séances, le cours est illustré par l’étude de molécules dont l’importance en chimie industrielle et en chimie verte est fondamentale.

Le cours est divisé en trois grandes parties. Leur contenu est succinctement décrit dans la liste ci-dessous :

Première partie : Orbitales moléculaires et applications en chimie organique

1.       Construction des diagrammes d’orbitales moléculaires

2.       Utilisation de la symétrie ; méthode des fragments ; méthode de Hückel ; théorie des perturbations

3.       Structure électronique des molécules diatomiques, des molécules AH_n, des molécules conjuguées

4.       Théorie des orbitales frontières

5.       Réactions électrocycliques, sigmatropiques et de cycloaddition

6.       Aromaticité

Deuxième partie : Solides cristallins et structure de bande

1.       Semi-conducteurs organiques ; diodes électroluminescentes

2.       Organisation des molécules à l’état solide ; interactions intermoléculaires

3.       Cristaux conducteurs ; structures unidimensionnelles et de bande ; transition de Peierls

Troisième partie : Chimie organométallique

1.       Réactifs organométalliques

2.       Structure électronique des organométalliques ; décompte électronique ; types de ligands

3.       Réactivité et catalyse ; influence des ligands

Pré-requis

Il n’y a pas de pré-requis pour ce cours. Les élèves non-issus de la filière PC ou n’ayant pas fait de la chimie dans leur parcours antérieur pourront bénéficier de tutorat en cas de besoin.

Ce cours est un pré-requis pour le PA de Chimie moléculaire. Il est également un pré-requis pour les élèves non-issus de la filière PC ou n’ayant pas fait de la chimie dans leur parcours antérieur et souhaitant suivre le cours CHI 421 en période 2.