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2 déc.

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programme Atomistique - EL5CCHAM

UE Atomistique et Liaison Chimique (EL5CCHAM) : 6 ECTS

(24 h cours / 30 h TD / 9H TP numériques / 18 h TP)

Responsable : Franck Jolibois (franck.jolibois@univ-tlse3.fr)

Objectifs : Les modèles et outils issus de la mécanique quantique et de la chimie théorique seront utilisés pour mieux comprendre la structure électronique des atomes et des molécules. La réactivité moléculaire ainsi que les bases des techniques de spectroscopie seront aussi abordées. On se proposera en particulier de faire un lien entre la signature spectrale d'une molécule et sa géométrie (symétrie).

Programme cours et TD


1) Introduction

    Spectre d'émission de l'atome d'hydrogène
    Loi de Ritz, condition de fréquence de Bohr.
2) Symétrie moléculaire
    Opérations et éléments de symétrie
    Groupes Ponctuels de Symétrie, Table des caractères, représentations irréductibles
    Représentations réductibles, construction et réduction d'une représentation
3) Mécanique quantique (Introduction)
    Inégalité d'Heisenberg ; fonction d'onde et équation de Schrödinger ;
    Correspondance classique - quantique: opérateurs et valeurs moyennes
    Moment angulaire, cinétique, magnétique; spin
    Les atomes hydrogénoïdes: Orbitales atomiques, opérateur hamiltonien, Résolution     (simplifiée) de l'équation de Schrödinger, énergie et fonction d'onde ; spin, termes     spectroscopiques et règles de sélection
    Les atomes polyélectroniques: Approximation orbitalaire, principe de Pauli et     configuration électronique ; effets d'écran ; couplage spin-orbite, termes     spectroscopiques, multiplicité de spin
4) Spectroscopie vibrationnelle
    Techniques expérimentales (absorption IR, diffusion Raman)
    Molécules polyatomiques: Modes normaux de vibration; règles de sélection : activité     Raman et Infrarouge, Interprétation spectrale
    Molécules diatomiques: Oscillateur harmonique - quantification de l'énergie de vibration
5) Théorie des orbitales moléculaires
    Théorie CLOA, recouvrement, OM liantes antiliantes, liaisons covalentes
    Molécules Conjuguées: Méthodes de Hückel, molécules aromatiques et antiaromatiques ; méthode de Hückel étendue (introduction)
    Détermination quantitative: approximation de Born-Oppenheimer, approximation     orbitalaire, états électroniques, équations séculaires
    Diagramme d'interactions des orbitales: méthode des orbitales de fragments
6) Spectroscopie électronique
    Technique expérimentale ;
    Etats électroniques et transitions entre états (pi-pi*, n-pi*,...),
    Règles de sélection, Intensité de transition
    Molécules organiques et chromophores
    Principe de Franck-Condon ;
7) Réactivité Chimique
    Réactivité chimique : réactions sous contrôle frontalier ou bien sous contrôle de charge, quelques applications de la théorie des orbitales frontières à la réactivité:
    Régiosélectivité, Stéréoselectivité
    Réactions péricycliques, cycloaddition n+m.

Programme TP numériques

(6*1h30)
1) Symétrie moléculaire : manipulation de modèles 3D et recherche des propriétés de symétrie
2) Atomistique : densité radiale et diagramme polaire des OA
3) Modélisation moléculaire : Hückel ; Hückel étendu : calcul et analyse d'OM pour la structure et la réactivité, diagrammes de corrélation des OM ; spectroscopie vibrationnelle, oscillateur harmonique, modes normaux de vibration et modèles du ressort

Programme TP

(5*3h30)
1) Spectre d'émission de l'hydrogène et du sodium
2) Spectroscopie UV et interprétation théorique à l'aide de la méthode de Hückel
3) Spectroscopie IR : influence de facteurs intra- et inter-moléculaires sur la fréquence de vibration du groupement CO
4) Spectroscopies IR et Raman de molécules symétriques et analyse par la théorie des groupes
5) Propriétés magnétiques, transitions électroniques de complexes organométalliques, analyse par la théorie des groupes

Date de mise à jour 8 juin 2012


Emploi du Temps - L3 Chimie


- groupe TDA2
- groupe TDA3
- groupe TDA6

- groupe TDA4                               

- groupe TDA5                           

Contact L3 Chimie

Responsable :  Sophie HOYAU
LCPQ, Bâtiment 3R1, 2e étage, porte 238
Tel: 05 61 55 68 71
Mail: sophie.hoyau@irsamc.ups-tlse.fr

Secrétariat : Sabine UTZEL
Bâtiment 1TP1, porte B06 bis
Tel: 05 61 55 60 74
Mail: sabine.utzel@univ-tlse3.fr

Contact L3 Chimie

Sophie Hoyau
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques
(UMR 5626)
Tel: 05 61 55 68 71
Mail: sophie.hoyau@irsamc.ups-tlse.fr
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