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III - Programme détaillé par matière (1 fiche détaillée par matière) Intitulé d

III - Programme détaillé par matière (1 fiche détaillée par matière) Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Chimie théorique moléculaire Intitulé de la matière : Chimie quantique fondamentale Crédits : 4 Coefficients : 3 Objectifs de l’enseignement : Se familiariser avec les concepts de base de la mécanique quantique. Approfondir la structure électronique des atomes et des molécules. Faire le lien entre les deux façons de décrire la structure électronique des molécules: la théorie des orbitales moléculaires et la liaison de valence. Connaissances préalables recommandées : - Théorie de groupes et symétrie moléculaire (L3) - Concepts de base de la chimie quantique (L2) - Méthode de chimie quantique, variation et perturbation. Contenu de la matière :  Introduction à la mécanique quantique  Equations de Schrödinger  Opérateurs, valeurs propres et fonctions propres  Oscillateur harmonique linéaire  Moment cinétique orbital. Atomes hydrogénoïdes. Spin  Perturbations stationnaires, méthode des variations  Composition de moments cinétiques  Particules indiscernables  Déterminants de Slater : expression des énergies et des couplages  Notation spectroscopiques atomiques, fonctions d'onde approchées, niveaux d'énergie  Puit de potentiel infini  Orbitales atomiques (OA) et configuration électronique des atomes dans leur état fondamental  Moments cinétiques  Liaison chimique :  Fonction d'onde polyélectroniques, orbitales et spin-orbitales , déterminants de Slater, principe de Pauli  Fonction d'onde à 2 électrons : états singulet et triplet ; règle de Hundt  Construction des fonctions d'onde approchées :  Théorie de orbitales moléculaires (OM) : CLOA, méthode des variations ; déterminant séculaire ; Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen, exposés. Références  Chimie Théorique André Julg, Edition Dunod 1980 Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Chimie théorique moléculaire Intitulé de la matière : Chimie structurale théorique Crédits : 4 Coefficients : 3 Objectifs de l’enseignement : Basé sur une description électronique et orbitalaire de la molécule, ce cours apporte les éléments indispensables à la compréhension de la réactivité chimique. Les orbitales moléculaires de systèmes chimiques simples seront construites à l'aide d'outils issus de la mécanique quantique (C.L.O.A, méthode Hückel). Connaissances préalables recommandées : - Théorie de groupes et symétrie moléculaire (L3) - Concepts de base de la chimie quantique (L2) Contenu de la matière :  Symétrie (15 h)  Eléments de symétrie, Opérations de symétrie, groupes ponctuels, classes d'équivalence, identification des groupes ponctuels  Représentations des groupes par des ensembles de nombres ou de matrices carrées  Représentation sur une base d'OA s, p ou d  Représentations irréductibles, tables de caractères  Projecteur  Application à la détermination des OM (le max étant le complexe ML6)  Application aux règles de sélection des transitions UV-visible dipolaires électriques  Orbitales Moléculaires (15 h)  Méthodes monoélectroniques, système "pi" des molécules conjuguées  Règles pour l'interaction de deux orbitales, applications à la méthode des orbitales frontières  Méthode des fragments : exemple des systèmes modèles Hn  Structure électronique des molécules AH2 linéaires, AH3 trigonales et AH4 tétraédriques Règles pour l'interaction de trois orbitales  Structure électronique des molécules AH, AH2 coudées et AH3 pyramidales  Structure électronique des molécules A2 et AB  Etude de la géométrie des molécules à l'aide de diagrammes de corrélation (AH2, AH3) Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen, exposés Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc).  Structure électronique des molécules Tome I et II Yves Jean et François Volatron Dunod 2003. Livres et polycopiés, sites internet, etc Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Chimie théorique de la matière condensée Intitulé de la matière : Structure et dynamique moléculaire Crédits : 3 Coefficients : 2 Objectifs de l’enseignement : Former les étudiants aux principales méthodes de modélisation moléculaire sur des systèmes complexes comme les protéines, à l'imagerie et à l'application des méthodes modernes de calculs en chimie quantique. Connaissances préalables recommandées :  Structure de la matière  mécanique quantique et moléculaire Contenu de la matière :  Rappels sur les fondements conceptuels nécessaires à la mécanique moléculaire et aux calculs ab initio, tels que les calculs de champs de force et la mécanique quantique.  Mécanique moléculaire : notion de champ de force ; applications à l'analyse conformationnelle  Complément sur les orbitales moléculaires OM  Structure électronique et Géométrie des molécules hypervalentes (AH6, AH5, AH4, AH3)  Structure électronique et géométrie des molécules avec deux atomes lourds (A2H4, A2H6)  Interactions d'hyperconjugaison  Interactions orbitalaires à travers l'espace et à travers liaisons  Réactions de cycloaddition (méthode des orbitales frontières et diagrammes de corrélation)  Réactions électrocycliques (diagrammes de corrélation)  Corrélation des orbitales, des configurations, des états  Système infini Hn : analogies entre le langage moléculaire et celui de l'état solide  Exemples de calculs de Chimie Quantique (minima, états de transition)  Dynamique moléculaire  Relations entre mécanique quantique et théorie des groupes : opérateurs unitaires  Notations spectroscopiques des molécules, fonctions électroniques approchées (méthode des OM).  Approximation Born-Oppenheimer. Surface d'énergie potentielle  Vibration des molécules polyatomiques, modes normaux Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen, exposés Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc). Structure électronique des molécules Tome I et II Yves Jean et François Volatron Dunod 2003 Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Chimie théorique de la matière condensée Intitulé de la matière : Théorie d’agrégats et état solide Crédits : 3 Coefficients : 2 Objectifs de l’enseignement : Former les étudiants aux principales méthodes de rationalisation des relations structure/compte électronique des systèmes complexes de type cluster et état solide. Connaissances préalables recommandées :  Chimie inorganique : structures et propriétés  Architecture de la matière Contenu de la matière :  Diagramme des OM des complexes Oh, Td, D4h Modèle du recouvrement angulaire  Clusters métalliques  Etats spectroscopiques  Spectres des complexes avec utilisation simple des diagrammes de TS (TP associés)  Utilisation des tables de caractère  Retour sur les propriétés magnétiques (antiferromagnétisme, ferromagnétisme)  Réactions de substitution  Labilité, inertie  Réactions redox - Transfert d'électrons - Complexes à valence mixte  Chimie bio-inorganique et santé Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen, Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc). Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Méthode d’analyse structurale Intitulé de la matière : Spectroscopie moléculaire théorique Crédits : 3 Coefficients : 3 Objectifs de l’enseignement : Introduire les méthodes de spectroscopie de vibration et de vibration-rotation les plus modernes. Montrer comment ces méthodes peuvent permettre d'étudier la dynamique et la réactivité de systèmes chimiques variés Connaissances préalables recommandées :  Structure de la matière - atomistique  Physique et optique Contenu de la matière :  Exemples de calculs de Chimie Quantique (minima, états de transition)  Etat multiplet de spin, termes spectraux, transitions électroniques et règles de sélection.  Relations entre mécanique quantique et théorie des groupes : opérateurs unitaires  Notations spectroscopiques des molécules, fonctions électroniques approchées  Vibration des molécules polyatomiques, modes normaux  Spectroscopie des mouvements moléculaires : Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc). Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Méthode d’analyse structurale Intitulé de la matière : Matériaux moléculaires Crédits : 3 Coefficients : 3 Objectifs de l’enseignement : Les cours de cette UE sont consacrés aux assemblages polymétalliques. Ils aborderont les grands principes de synthèse, les grandes familles de composés et leurs applications, notamment en catalyse homogène, ainsi que la synthèse raisonnée de matériaux à base moléculaire. Connaissances préalables recommandées : Chimie moléculaire inorganique Architecture de la matière Contenu de la matière :  Assemblages polynucléaires, de la simplicité à la complexité  Topologie, propriétés physiques et chimiques.  Comportement classique vs. comportement quantique ; polyanions et polycations, boranes, clusters organométalliques ; catalyse homogène d’oxydation.  Matériaux à base moléculaire : approche moléculaire de la synthèse des matériaux, matériaux multifonctionnels  Magnétisme et aimants moléculaires, bi-stabilité, molécules à haut spin ; systèmes conducteurs ; électronique moléculaire, fils moléculaires, interrupteurs, diodes et autres composants ; stockage de l’information, systèmes logiques. Mode d’évaluation : Contrôle continu, examen Références (Livres et polycopiés, sites internet, etc). Intitulé du Master : Chimie Théorique Appliquée Semestre : 01 Intitulé de l’UE : Chimie informatique Intitulé de la matière : Chimie Computationnelle Crédits : 3 Coefficients : 2 Objectifs de l’enseignement : Ce module est ouvert aux étudiants ayant peu de notions d'informatique (commandes restreintes à l'usage d'un langage et à l'utilisation immédiate de l'environnement). Il propose une initiation aux connaissances essentielles de l'algorithmique, s'appuyant sur le langage C, et une formation aux connaissances de base de l'UNIX. Ce module doit permettre de maîtriser l'environnement informatique pour une utilisation efficace et rationnelle. Connaissances préalables recommandées :  Connaissances et pratique de base en Windows et en programmation Fortran  connaissance des logiciels d’analyse numérique ; EXCEL, ORIGIN, MATLAB Contenu de la matière : Introduction au système d'exploitation UNIX uploads/Ingenierie_Lourd/ master-chimie-teorique-matiere.pdf