v2.6.4 (3793)

PA - C4B - CHI551 : Electrons et noyaux en chimie moderne

Domaine > Chimie.

Descriptif

La connaissance structurelle des structures moléculaires, telles que les enzymes, les ingrédients actifs, les toxines, les protéines ou les catalyseurs et des matériaux à l'état solide est le point de départ clé pour la compréhension de leur fonctionnalité. Mais quelles sont les méthodes les plus modernes utilisées pour étudier la structure chimique de ces systèmes? Deux d'entre eux sont particulièrement utilisées: la RMN (spectroscopie de résonance magnétique nucléaire) et l'électrochimie. La première se concentre sur le spin nucléaire des éléments, le second sur le transfert d'électrons. Chaque partie du cours sera illustrée par des exemples tirés d'une large rage de molécules et de matériaux, qui aideront à comprendre l'utilisation de ces techniques mais aussi à discuter de leurs limites.

La RMN a des applications diverses en chimie mais aussi en biologie et en physique. L'une des applications les plus populaires est l'IRM (imagerie par résonance magnétique), qui est basée sur le temps de relaxation de l'eau dans les tissus; nous apprendrons les bases de cette technique.

Les applications de l'électrochimie sont cruciales dans notre monde moderne : énergie (batteries, supercapaciteurs, électrolyseurs et piles à combustible), environnement (détection de polluants, capteurs) ou matériaux innovants (dépôt électrochimique, caractérisations électrochimiques). La compréhension fine des mécanismes de transfert électronique et du rôle de l'interface électrode-électrolyte sera abordée et mise en perspective avec des exemples actuels.

Cours en Anglais

4 ECTS

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade réduit

Pour les étudiants du diplôme Echanges PEI

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
    L'UE est acquise si note finale transposée >= C
    • Crédits ECTS acquis : 5 ECTS

    Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Ecole polytechnique

    Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
      L'UE est acquise si note finale transposée >= C
      • Crédits ECTS acquis : 5 ECTS

      La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

      Pour les étudiants du diplôme M1 - Chemistry and Interfaces

      Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
        L'UE est acquise si note finale transposée >= C
        • Crédits ECTS acquis : 5 ECTS

        Pour les étudiants du diplôme M1 Chimie - Voie Fréderic Joliot-Curie - Ecole Polytechnique

        Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
          L'UE est acquise si note finale transposée >= C
          • Crédits ECTS acquis : 5 ECTS

          Pour les étudiants du diplôme Advanced materials engineering

          Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
            L'UE est acquise si note finale transposée >= C

              Pour les étudiants du diplôme M1 Advanced materials engineering

              Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)
                L'UE est acquise si note finale transposée >= C
                • Crédits ECTS acquis : 5 ECTS

                Programme détaillé

                Le cours sera organisé en plusieurs parties:

                1. RMN: Introduction
                2. RMN pulsée: le signal, le traitement du signal
                3. Relaxation: théorie, mesure et conséquence sur le signal
                4. Déplacement chimique, couplage scalaire, systèmes de couplage et effet NOE.
                5. RMN bidimensionnelle
                6. Principes de l'électrochimie
                  1. Thermodynamique des réactions électrochimiques
                  2. Cinétique des réactions aux électrodes
                  3. Transfert de masse
                  4. Courbes potentiel-courant (régime stationnaire)
                7.  Méthodes
                  1. Montage expérimental
                  2. Méthodes en régime stationnaire
                  3. Voltampérométrie transitoire
                8.  Applications
                  1. Piles / accumulateurs
                  2. Fuel Cell
                  3. Supercondensateurs
                  4. Électrosynthèse inorganique

                Bibliographie :

                -          NMR: The toolkit, Peter Hore, Jonathan Jones (Oxford University Press)

                -          Understanding NMR spectroscopy, James Keeler (John Wiley & Sons, 2010)

                -          Electrochemical methods: fundamentals and applications, Allen J. Bard, Larry R. Faulkner (John Wiley & Sons, 2001)

                -          Elements of molecular and biomolecular electrochemistry, Jean-Michel Savéant, Cyrille Costentin (John Wiley & Sons, 2019)

                Mots clés

                Résonance Magnétique et Nucléaire, Relaxation, Electrochimie
                Veuillez patienter