Chimie générale et exercices. (IM1ChGen)

Objectifs :

La chimie est une science expérimentale qui étudie les substances, leurs propriétés et leurs transformations.

Le cours de chimie aborde l'étude de l'atome, des liaisons, des composés moléculaires et leur géométrie, des états de la matière (solide, liquide, gaz).

Le cours aborde également les aspects généraux de la réaction chimique : classification des réactions, aspect quantitatif, équilibre et cinétique. Il passe en revue les différentes classes de réaction équilibrée : acide-base, oxydo-réduction, précipitation et complexation.

Il se termine par l'étude de méthodes spectroscopiques, de techniques chromatographiques et de produits de contraste utilisés en imagerie médicale.

Compétences :

connaissances scientifiques et rigueur
Compétence technique (précision, rigueur, fiabilité)
Capacité de compréhension face à un problème
Capacité d'élaboration d'une réponse à un problème
Maîtrise transversale de la discipline
Capacité de renouveler, enrichir ses connaissances
Capacité d'abstraction

Prérequis :

Contenu du cours :

Chapitre 1 : Atomes et molécules

Eléments - Composés - Mélanges - Théorie atomique de Dalton - Molécules - Masse atomique et masse moléculaire - Constitution de l'atome -  Isotopes - Le spectromètre de masse - Périodicité et classification des éléments - Métaux et non-métaux - Charge des ions

Chapitre 2 : Structure électronique de l'atome

Energies d'ionisation -  Spectre de raies des atomes - Théorie atomique de Bohr - Théorie atomique ondulatoire - Nombres quantiques - Règles de Pauli et Hund - Configuration électronique des atomes - Rayons atomiques et périodicité

Chapitre 3 : Réactivité chimique

Equations chimiques par groupe - Réactions redox - Nombres d'oxydations et pondération des réactions redox - Réactions de combinaison - Réactions de décomposition - Réactions de substitution - Réactions de double déplacement

Chapitre 4 : Aspects quantitatifs

Mole et nombre d'Avogadro - Coefficients stoechiométriques dans les équations chimiques - Bilan stoechiométrique - Réactif limitant - Rendement d'une réaction Solutions - Molarité - Réactions en solution et en phase gazeuse - Réactions de précipitation - Règles de solubilité - Réactions acide-base - Réaction d'oxydoréduction - Titrages - Préparations de solution

Chapitre 5 : Liaisons chimiques

Liaisons ioniques : Définition,  Configuration électronique des ions,  Cristal ionique et énergie réticulaire - Liaisons covalentes : Modèle de Lewis, Règle de l'octet, Charges formelles, Hybrides de résonance, Exceptions à la règle de l'octet, Electronégativité, Liaisons polaires et moments dipolaires - Energie de liaison

Chapitre 6 : Géométrie des molécules

Prédiction de la géométrie des molécules - Théorie RPECV : « Répulsion des paires électroniques de la couche de valence » - Description des 5 géométries

Chapitre 7 : Introduction aux méthodes spectroscopiques

Transmission et Absorption - Loi de Lambert-Beer - Notion de spectre - Schéma de principe d'un spectrophotomètre - Spectroscopie moléculaire UV-Visible

Chapitre 8 : Etats de la matière

Solides, liquides et gaz - Forces intermoléculaires - Liaisons métalliques

Chapitre 9 : Equilibre chimique

Equilibre dynamique - Constante d'équilibre -  Bilans de matière de réactions équilibrées - Quotient réactionnel - Principe de Le Chatelier - Influence de la température

Chapitre 10 : Vitesse des réactions

Vitesses des réactions - Vitesses initiales - Réactions d'ordre un - Réactions d'ordre deux - Mécanismes réactionnels - Etape déterminante de vitesse - Energie d'activation - Equation d'Arrhenius - Catalyse

Chapitre 11 : Acides et bases

Définitions - Produit ionique de l'eau - Acides forts et faibles -  Constante d'acidité Ka et force d'un acide - Bases fortes et faibles - Constante de basicité - Paires acide-base conjuguées - Calcul de pH de solutions d'acides, de bases - Mélanges tampons et équation de Henderson-Hasselbalch - Indicateurs de pH - Titrage d'acide et de base - Courbe de titrage - Equivalence et demi équivalence

Chapitre 12 : Solubilité et réactions de précipitation

Produits de solubilité - Effet d'ion commun - Réactions de complexation et Influence sur la solubilité - Quotient réactionnel - Précipitation sélective - Séparation des sulfures - Séparation des hydroxydes - Hydroxydes amphotères

Chapitre 13 : Chromatographie

Principe de la séparation - Chromatographie d'adsorption, de partage, d'exclusion stérique et ionique - Chromatographie en couche mince - Chromatographie liquide à haute performance - Chromatographie gazeuse

Chapitre 14 : Produits de contraste utilisés en imagerie médicale

Agents de contraste en radiologie - Agents de contraste en IRM - Composés radiopharmaceutiques utilisés en médecine nucléaire

Méthode d'enseignement :

Exposés

Exercices

Lectures recommandées :

Mc Quarrie  Rock.,  Chimie Générale, De Boeck

Méthode d'évaluation :

Examen écrit