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Contenus des modules S1-S5 - Examen corrige

MODULE 1 : MECANIQUE DU POINT (Cours : 21H, TD : 21H) ..... Notions préliminaires sur les diagrammes ternaires. MODULE 17: ELECTROMAGNETISME ...




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RESEAU DES DOYENS DES FACULTES DES SCIENCES




Projet final

Adopté par le réseau des doyens des Facultés des Sciences
à Marrakech, le 16 novembre 2013



de la



Filière Licence Fondamentale
Sciences de la Matière Chimie
SMC 2014





Décembre 2013

DESCRIPTIF DU PROGRAMME DES ENSEIGNEMENTS





FILIERE SCIENCES DE LA MATIERE :
CHIMIE (SMC)



 LICENCE D’ETUDES FONDAMENTALES
 

Accréditation 2014
Maquette de la filière SMC

Tronc commun national SMC (S1-S5) et S6 (2 modules)

S1
SMPCM1
Mécanique
du pointM2
Thermodynamique 1M3
AtomistiqueM4
ThermochimieM5
Analyse 1M6
Algèbre 1M7
LT IS2
SMPCM8
Electrostatique
et ElectrocinétiqueM9
Optique
géométriqueM10
Liaisons
chimiquesM11
Chimie des solutionsM12
Analyse 2M13
Algèbre 2M14
LT II
S3
SMCM15
Chimie organique généraleM16
Chimie descriptive I Diagrammes de phasesM17

ElectromagnétismeM18
Chimie expérimentale (TP)M19

Chimie des électrolytesM20

Mathématiques pour la chimie
 
S4
SMCM21
Hydrocarbures
et fonctions monovalentesM22
Cristallographie géométrique et cristallochimie IM23
Thermodynamique chimiqueM24
Mécanique quantique M25

Informatique
M26
Probabilités Statistiques
S5
SMCM27
Chimie organique fonctionnelle
M28
Radiocristallographie et cristallochimie IIM29
Cinétique et catalyse
M30
Chimie théorique
M31
ElectrochimieM32
Techniques spectroscopiques d’analyse
(UV-IR ; RMN 1H, masse)

S6
SMCM33
Les grandes classes des réactions organiquesM34
Chimie descriptive II et chimie de coordinationM35

Module
optionnelM36

Module optionnelM37

PTM38

PT* Mx  : Modules communs SMC/SMP  * Semestre 6 : semestre optionnel dont 2 modules communs
MODULES DU SEMESTRE 1
MODULE 1 : MECANIQUE DU POINT  (Cours : 21H, TD : 21H)
Rappels mathématiques (Opérations sur les vecteurs, Opérateurs différentiels.)
Systèmes de coordonnées (Cartésiennes, cylindriques et sphériques)
Cinématique du point matériel sans et avec changement de référentiel.
Dynamique du point matériel.
Travail, énergie, théorème de l’énergie cinétique.
Les forces centrales : application à la mécanique céleste.
Système de deux particules, les chocs.
Les oscillateurs harmoniques.


MODULE 2 : THERMODYNAMIQUE 1 (Cours : 21H, TD : 21H)

Outils mathématiques pour la thermodynamique.
Définitions et concepts de bases (travail et chaleurs, thermométrie et calorimétrie, changements d'état).
1er principe et applications.
2éme principe et applications.
Introduction aux cycles thermodynamiques et machines thermiques.
Potentiels thermodynamiques. 



MODULE 3 : ATOMISTIQUE (Cours : 21H, TD : 21H)

Structure des atomes
Structures, numéro atomique, nombre de masse, isotope, masse atomique.
Modèle classique :
Modèle de Rutherford - Modèle de Bohr – Spectre atomique d'émission.
Modèle quantique :
Equation de Schrödinger(Résolution) : nombres quantiques, Configuration électronique d'un atome : Principe de Pauli, Règles de Klechklowski et de Hund.
Tableau périodique des éléments chimiques : classification, périodes, groupes et familles, énergie d’ionisation, affinité électronique, électronégativité.
Constituants du noyau et radioactivité
Radioactivité naturelle
Radioactivité artificielle
Applications



MODULE 4 : THERMOCHIMIE (21H Cours, 21H TD)

Définitions préliminaires : Description d’un système, Etat d’équilibre thermodynamique, Echange d’un système avec l’environnement, Echange thermique, Echange mécanique.
1er Principe de la thermodynamique : Enoncé du principe, Application aux transformations thermomécaniques.
Applications du 1er Principe : Système de constitution constante, Transformations physico-chimiques isothermes, Réactions chimiques non isothermes.
2ème Principe de la Thermodynamique : Fonction enthalpie et le 2ème Principe, Entropie, Energie libre, Enthalpie libre.
Équilibres chimiques.
Équilibres de phases.


MODULE 5 : ALGEBRE 1 (Cours : 21H , TD : 21H )

Espace vectoriel euclidien
Famille libre, famille génératrice, base canonique, base orthonormée, changement de
base, formes linéaires, automorphismes orthogonaux, symétries orthogonales
Espace affine de dimension finie
Repères, sous espaces affines, intersection de sous espaces affines, barycentres
Géométrie dans le plan R2
Coordonnées cartésiens, coordonnées polaires, équation d’une droite, équation d’un cercle, équation d’une ellipse
Géométrie dans l’espace R3
Coordonnées cartésiens, coordonnées cylindriques, coordonnées sphériques, équation d’une droite, équation d’un plan, équation d’une sphère
Applications affines dans le plan R2 et dans l’espace R3
Composition, isométrie, translations, homothéties, projections, symétries
Le corps C des nombres complexes
Opérations arithmétiques, conjugaison et module, exponentielle complexe, racine nième de l’unité, similitudes complexes
Fonctions polynomiales
Racines, dérivation, factorisation, formule de Taylor pour les polynômes, polynômes
Irréductibles dans R et C,
Fractions rationnelles dans R et C
Pôles et zéros, décomposition en éléments simples

MODULE 6 : ANALYSE 1 (Cours : 21H , TD : 21H )


Suites réelles
Convergence, limites, suites arithmétiques, suites géométriques, suites monotones, suites adjacentes, opérations sur les suites.
Fonctions numériques d’une variable réelle
Calcul des limites, continuité, théorème des valeurs intermédiaires.
Fonctions dérivables
Dérivée première, dérivées successives, sens de variation, Théorème de Rolle et théorème des accroissements finis
Fonctions convexes
Définition, fonction convexes dérivables, inégalité de convexité
Fonctions monotones
Définition, fonction réciproque, fonction réciproques des fonctions circulaires et des fonctions hyperboliques
Fonctions équivalentes et développements limités
Formule de Taylor, polynômes d’interpolation et calcul approché
Courbes paramétré planes
Définition, tangentes, points réguliers, points stationnaires, branches infinies,
représentation en coordonnées polaires, exemples de courbes polaires.


M7: Langue et Terminologie IContenu en phase d’élaboration par la sous commission langue de la commission MT issue de la CPU.

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MODULES DU SEMESTRE 2

MODULE 8 : Electrostatique et Electrocinétique (Cours : 21H , TD : 21H )


-Partie 1 : Electrostatique
Chapitre I: Charges électriques -loi de Coulomb
Chapitre II : Champ électrostatique - potentiel électrostatique
Théorème de Gauss - Conducteurs électriques en équilibre – Phénomène d’influence- Etude des condensateurs - Energie électrostatique- Energie d’un conducteur- Energie de systèmes de conducteurs - Energie des condensateurs

-Partie 2: Electrocinétique
Chapitre I: Courant électrique - densité de courant - conductivité, mobilité et résistivité d’un conducteur - loi d’Ohm microscopique - résistance électrique -Loi d’ohm - générateurs et récepteurs
Chapitre II: - Etude des réseaux électriques : loi de Pouillet - Lois de Kirchhoff- théorème de Thévenin - théorème de Norton - théorème de superposition - Transformation étoile triangle.


MODULE 9: OPTIQUE GEOMETRIQUE (Cours : 21H , TD : 21H )

Notions fondamentales de l’optique géométrique (postulats, indice d’un milieu, rayon lumineux, espace objet, espace image, principe de Fermat, lois de Snell-Descartes, stigmatisme, approximation de Gauss).
Miroirs et Dioptres (plans et sphériques, prisme).
Fibres optiques.
Systèmes centrés (éléments cardinaux, lentilles, …).
Associations des systèmes centrés.
Etudes de quelques instruments d'optique (lunette astronomique, télescope, loupe, microscope….).

MODULE 10 : LIAISONS CHIMIQUES (Cours : 21H , TD : 21H )


Liaison covalente
Lewis et règle de l’octet
Théorie des orbitales moléculaires (Approximation LCAO)
Molécule diatomique mono électronique H2+
Molécule diatomique di électronique H2
Molécule diatomique poly électronique de type A2 (avec et sans interaction s-p)
Molécule diatomique poly électronique de type AB
Molécule poly atomique AXn
Théorie de l’hybridation
Hybridations sp sp2 et sp3
Théorie de la répulsion des paires électroniques des couches de valence (V.S.E.P.R.) – Règle de GILLESPIE
Autres types d’hybridation
Liaison ionique
Rayon ionique (méthode de Pauling)
Théorie de la liaison ionique
Energie de la liaison ionique
Energie réticulaire d'un cristal ionique
Détermination expérimentale de l’énergie réticulaire par le cycle de BORN-HABER (Cycle thermochimique)
Liaison métallique
les structures métalliques
le modèle des charges positives dans un nuage d’électron
Liaisons intermoléculaires (liaisons physiques)
Liaisons de Van Der Waals
Force d’orientation (Keesom)
Force d’induction (Debye)
Force de dispersion (London)
Liaison hydrogène



MODULE 11 : CHIMIE DES SOLUTIONS (Cours : 21H , TD : 21H )


I - LES REACTIONS ACIDO-BASIQUES
Equilibres acido-basiques en milieu aqueux :
Couples acide-base :- Acides et bases selon Bronsted - Effet nivelant ou différenciant d’un solvant
Relations quantitatives :
pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) fort(e)- pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) faible- pH d’une solution aqueuse d’un sel- pH d’une solution d’ampholyte- pH d’une solution tampon- pH d’un mélange de deux acides
Titrage acido-basique

II- LES REACTIONS DE COMPLEXATION
Généralités et définitions :- Complexe- Constante de Stabilité ou de formation- Constante de dissociation
Complexes Successifs : - Constantes de dissociation partielles et globales- Constantes de formation conditionnelles ou apparente
Domaine de prédominance
Prévision Qualitative des réactions - Cas d’un seul atome central (1 cation) et plusieurs ligands- Cas d’un ligand et de deux cations

III- LES REACTIONS DE PRECIPITATION
Définition- Exemples de calcul de Ks et de S.
Précipitation - Conditions thermodynamiques de précipitation - Composition d’une solution après précipitation - Effet de l’ion Commun- Effet d’un agent complexant- Effet du pH

IV- LES REACTIONS D’OXYDO-REDUCTION
Généralités - Définitions
Réactions électrochimiques
Conditions standard- Potentiel zéro
Les piles électrochimiques : Pile Daniell- Polarité des électrodes- Loi de faraday - Électrolyse
Prévision des Réactions d’Oxydoréduction
- Prévision quantitative : Relation entre la force électromotrice et la constante d équilibre
- Prévision qualitative : Règle gð ð ð ð
Potentiel apparent : Potentiel d oxydoréduction et pH- Potentiel d oxydoréduction et réaction de précipitation- Potentiel d oxydoréduction et réaction de complexassions.



MODULE 12 : ALGEBRE 2 (Cours : 21H , TD : 21H )

Espaces vectoriels
Famille libre, famille génératrice, rang d’une famille de vecteurs, sous espaces engendrés, somme de deux sous espaces, intersection de deux sous espaces,
Applications linéaires et endomorphismes
Applications linéaires, noyau d’une application linéaire, rang d’une application linéaire, isomorphismes, formes linéaires et hyperplans, homothéties vectorielle, projections vectorielle, symétries vectorielle.
Calcul matriciel
Matrice d’une application linéaire, somme, produit, transposition, rang d’une matrice,
matrices inversibles
Déterminants
Déterminant d’une base, déterminant d’un endomorphisme, formules de Cramer,
Changement de base
Matrice de passage
Diagonalisation et trigonalisation
Polynôme caractéristique, valeurs propres et vecteurs propres, diagonalisation et
trigonalisation
Application aux systèmes linéaires

MODULE 13: ANALYSE 2 (Cours : 21H , TD : 21H )


Les séries
Séries numériques, séries entières, série trigonométriques et série de Fourier, critères de convergence, rayon de convergence.
Calcul intégral
Notion d’intégrale, calcul des primitives, intégration par partie, intégration par changement de variables, intégration des fractions rationnelles, intégral dépendant d’un paramètre.
Intégrale généralisée
Intégrale généralisée, critères de convergence.
Equations différentielles
Equations différentielles linéaire du 1er ordre, équations différentielles du 2ème ordre
Elément de calcul différentiel
Fonctions à plusieurs variables, dérivées partielles du 1er ordre, dérivées partielles d’ordre supérieur, fonction de classe C1, extremum, plan tangent à une surface dans R3
Intégrales doubles
Intégrale double d’une fonction continue bornée, propriétés de l’intégrale double, formules de Fubini, changement de variables, extension aux intégrales triples.
Suites et séries de fonctions
Suites de fonctions, série de fonctions, critères de convergence, série entières, rayon de convergence, dérivation, intégration, fonctions analytiques.


M14: Langue et Terminologie IIContenu en phase d’élaboration par la sous commission langue de la commission MT issue de la CPU.

MODULES DU SEMESTRE 3

MODULE 15 : CHIMIE ORGANIQUE GENERALE (Cours : 21H , TD : 21H )

Eléments de nomenclature : nomenclature des hydrocarbures, nomenclature des composés fonctionnels.
Isomérie constitutionnelle
Stéréo-isomérie :
Représentations conventionnelles ;
Stéréo-isomérie conformationnelle : chaîne ouverte, conformations des cycles
Stéréo-isomérie configurationnelle : chiralité, énantiomérie ; diastéréoisomérie ; classification séquentielle de Cahn Ingold Prelog. Configurations absolues et configurations relatives.
Effets électroniques:
Effet inductif
Effet Mésomère - résonance
Aromaticité
Généralités sur la réaction :
Les intermédiaires réactionnels: carbocations, carbanions, radicaux
Nucléophilie et électrophilie .


MODULE 16 : CHIMIE DESCRIPTIVE I ET DIAGRAMME DE PHASES (Cours : 21H , TD : 21H )

Chimie descriptive I :
-Propriétés physico-chimiques des principaux éléments chimiques des blocs s et p de la classification périodique et leurs dérivées : hydrogène - composés d’hydrogène (hydrures) - oxygène - soufre - alcalins- halogènes - azote - phosphore - carbone.

Diagrammes de phases
Règle de phases
Diagrammes unaires
Equilibre solide - liquide, solubilité totale/partielle, insolubilité totale Existence et définition du mélange eutectique et péritectique.
Analyse thermique, Analyse de pression
Diagramme de Tamman
Composés définis à point de fusion congruente et non congruente, point de transition
Elaboration des diagrammes binaires (courbes de refroidissement)
Notions préliminaires sur les diagrammes ternaires.

MODULE 17: ELECTROMAGNETISME DANS LE VIDE (Cours : 21H , TD : 21H )

Magnétostatique : Champ d’induction, Propriétés de l’induction magnétiques, Loi de Laplace, Théorème d’Ampère, potentiel vecteur, loi de Biot et Savard, application (étude des symétries et calcul de l’induction magnétique, Effet Hall).
Courant alternatif : comportant des composants résistifs, capacitifs et inductifs-énergie des circuits.
Equations de Maxwell dans le vide : Induction magnétique, potentiels scalaire et vectoriel « en jauge de Lorentz ».
Ondes électromagnétiques dans le vide : Equations locales, Intégrales et relations de passage, énergie magnétique



MODULE 18 : Chimie expérimentale : Travaux pratiques ; 48H

Chimie en solution (12H) :
Manganimétrie 
Dosages acido-basiques 
pH-métrie .
Oxydoréduction

Chimie organique (12H) :
Méthodes de purification 
Méthodes de séparation et d’extraction 
Modèle moléculaire 
Chimie minérale (12 H) :
Gravimétrie
Complexométrie 
Synthèse et analyse d’un composé minérale. ;
Etalonnage d’un thermocouple et tracé d’un diagramme de phases
Chimie des électrolytes (12H). :
Conductimétrie (dosage d’une base forte par un acide fort, dosage d’une base faible par un acide et dosage d’un polyacide par une base forte)
Vérification de la loi de Nernst et dosage potentiométrique
Tracé d’un diagramme Potentiel-pH (exemple du E-pH de fer)








MODULE 19: CHIMIE DES ELECTROLYTES (Cours : 21H , TD : 21H )

CHAPITRE I : CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE DES ELECTROLYTES

Résistivité électrolytique et conductivité
Mobilité d’un ion
Nombre de transport
Conductivité : Conductivité équivalente d’un ion - Conductivité équivalente limite d’un ion - Conductivité équivalente d’un électrolyte - Conductivité équivalente limite d’un électrolyte Effet de la température - Effet de la concentration.
Loi d’additivité de Kohlrausch
Applications des mesures de conductivité
Correction due à l’eau

CHAPITRE II- THEORIE DES ELECTROLYTES
Solution idéale
Electrolytes forts
Electrolytes faibles
Activité d’une solution électrolytique
Calcul de Debye et Hückel : électrolytes fort peu soluble en solution saturée - Electrolytes faibles - Cas d’électrolytes faibles dilués


CHAPITRE III : EQUILIBRE AUX ELECTRODES
Notions générales : Définition d’une électrode - L’électrode normale à hydrogène - Mesure du potentiel d’électrode - Potentiel de jonction
Classification des électrodes : Electrodes de première espèce - Electrode de seconde espèce - Electrodes de troisième espèce ou rédox - Electrodes spécifiques (électrode de verre (mesure de pH)…)
Cellules électrochimiques : Cellules Galvaniques - Cellules d’électrolyse - Relations entre paramètres électriques et chimiques dans une cellule (Lois de Faraday ; Relation de Nernst)

CHAPITRE IV : INFLUENCE DES REACTIONS CHIMIQUES SUR LES REACTIONS D’OXYDOREDUCTION
Prévisions des réactions d’oxydoréduction et présentation du Diagramme de Frost
Oxydoréduction et Acidité
Oxydoréduction et Complexation
Oxydoréduction et Précipitation
Diagramme E-pH (Pourbaix)
Diagramme E-pL

CHAPITRE V : DIFFERENTS TYPES DE PILES
Générateurs de première espèce (piles commerciales)
Générateurs de deuxième espèce (accumulateurs)
Générateurs de troisième espèce (piles à combustible)


MODULE 20: MATHEMATIQUES (Cours : 21H , TD : 21H )

Arithmétique, division euclidienne
Ecriture en base b, PGDC
Calcul modulaire, génération de nombres aléatoires
Théorie des groupes
Régression : méthodes de moindres carrées
Méthodes d’interpolation, extrapolation
Calculs itératifs
Intégrales généralisées
Séries numériques-Suites et séries de fonctions - Séries entières - Séries de Fourier.
MODULES DU SEMESTRE  4

MODULE 21 : HYDROCARBURES ET FONCTIONS MONOVALENTES (Cours : 18H , TD : 18H, TP : 12H) )

Différents types de mécanismes réactionnels :
-Réaction de substitution, d’élimination et d’addition
Hydrocarbures
Alcanes : Substitution radicalaire
Alcènes : Addition électrophile ; Oxydations ; Substitution allylique
Alcynes : Additions ; Propriétés des alcynes vrais
Composés aromatiques (cas du benzène) : Substitution et poly-substitution électrophile ; Applications en synthèse organique
Fonctions monovalentes
- Dérivés halogénés :
Substitution nucléophile
SN2 - Influence des différents facteurs (substrat, nucléofuge, nucléophile, effet du solvant)
SN1 - (même étude) – Réarrangement des carbocations, participation des groupes voisins
Compétition SN1 - SN2.
Réaction d'élimination
E2 (même étude pour SN2)
E1 (même étude pour SN1)
Compétition SN1/ E1 et SN2/ E2
Organomagnésiens : propriétés chimiques
Alcools : caractère acide (alcoolate) ; caractère nucléophile ; oxydation chromique,
Estérification, étherification, acétalisation ; déshydratation,halogénation (SOCl2).
Phénols : caractère acide ; propriétés nucléophiles ,
Ethers-Epoxydes : coupure des éthers ; ouverture des époxydes (en milieu acide et basique, stéréochimie)

Travaux pratiques :

Oxydation de la chaîne latérale d’un noyau benzenique
Deshydratation d’un alcool
Oxydation d’un alcool
Synthese d’un organomagnesien



MODULE 22 : CRISTALLOGRAPHIE ET CRISTALLOCHIMIE I (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H)

Cristallographie géométrique

Notions de mailles
Rangées, plans, Indices de Miller
Réseaux de Bravais
réseau réciproque
symétries d’orientation et de position
les 32 classes cristallines et les groupes espaces
Introduction à la diffraction X (loi de Bragg).
Cristallochimie I
Empilements
Empilements compacts (cubique faces centrées, hexagonal compact)
Empilements semi-compacts
Structures ioniques
Structures ioniques de type MX(CsCl, NaCl,.)
Structures de type MX2 : fluorine CaF2 et antifluorine, rutile TiO2….
structure en couche : type CdCl2, CdI2.
Travaux pratiques :
Structure des cristaux covalents
La symétrie cristalline (quatorze réseaux de Bravais)
Modèles métalliques
Modèles ioniques


MODULE 23 : THERMODYNAMIQUE CHIMIQUE (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H)
Corps pur : variance, condition d’équilibre entre phases, équation de Clapeyron
Grandeurs molaires partielles : principales relations, procédures de détermination, Grandeurs de mélange
Potentiel chimique : définition et signification, Influence de la pression P et de la température
Fugacité des gaz réels : définition, intérêt, détermination, Variation de la fugacité avec la température et la pression, la fugacité et la loi d'action de masse
Solutions idéales : Équilibre liquide-vapeur, loi de Raoult, grandeurs de mélanges des solutions idéales, potentiel chimique d’un constituant dans un mélange idéal, diagramme de phases des systèmes binaires
Solutions réelles : Déviations par rapport à l'idéalité, Loi des solutions diluées, activité et coefficient d'activité, états de référence, grandeurs de mélanges, grandeurs d'excès
Notions sur la distillation : distillation d'un mélange binaire idéal, les colonnes à distiller, distillation d’un mélange avec azéotropie, miscibilité partielle ou nulle
Équilibre solide pur-solution : Étude thermodynamique dans le cas générale, Cas des solutions idéales
Propriétés colligatives : Cryoscopie, Ébullioscopie, Osmomètre.


MODULE 24: MECANIQUE QUANTIQUE (Cours : 21H , TD : 21H )

Introduction :
Dualité ondes corpuscules ; Corps noir ; Effets photoélectrique et Compton ; Principe d'indétermination d'Heisenberg ; Grandeur de mesure en mécanique quantique
Puits de potentiels et systèmes quantiques :
Equation de Schrödinger ; Barrière de Potentiel ; Puits de Potentiel ;
Outils mathématiques :
Espace des fonctions d'ondes d'une particule ; Espace des états. Notations de Dirac ; Représentation dans l’espace des états ; Equation aux valeurs propres, observables ; Ensemble Complet d'Observables Commutables
Les postulats de la mécanique quantique :
Introduction ; Enoncé des postulats ; Interprétation physique des postulats sur les observables et leur mesure ; Principe de superposition et prévisions physiques ; Oscillateur harmonique quantique à une dimension

MODULE 25: INFORMATIQUE : Contenu non encore défini



MODULE 26 : PROBABILITE ET STATISTIQUE (Cours : 21H , TD : 21H )

PROBABILITE

 HYPERLINK "http://www.uvt.rnu.tn/pdf/Methodes-quantitatives/fiche-descriptive-lecon1-generalites-sur-les-probabilites.pdf" \o "Généralités sur les Probabilités(.pdf, 82ko )" \t "_blank" Généralités sur les Probabilités
 HYPERLINK "http://www.uvt.rnu.tn/pdf/Methodes-quantitatives/fiche-descriptive-lecon2-les-modeles-probabilistes-discrets.pdf" \o "Les Modèles Probabilistes Discrets(.pdf, 74ko )" \t "_blank" Les Modèles Probabilistes Discrets
 HYPERLINK "http://www.uvt.rnu.tn/pdf/Methodes-quantitatives/fiche-descriptive-lecon3-les-lois-probabilistes-continues.pdf" \o "Les Lois Probabilistes Continues(.pdf, 91ko )" \t "_blank" Les Lois Probabilistes Continues
 HYPERLINK "http://www.uvt.rnu.tn/pdf/Methodes-quantitatives/fiche-descriptive-lecon4-echantillonnage.pdf" \o "L’échantillonnage(.pdf, 71ko )" \t "_blank" L’échantillonnage.

STATISTIQUE

Statistique de la mesure : rappels de métrologie (erreurs, propagation d'erreurs), estimation de composantes de variance par analyse de la variance (répétabilité, reproductibilité'), estimation de droites d'étalonnage, cartes de contrôle.
Planification expérimentale dans le développement de produits et procédés : Méthodologie, régression multiple et optimisation multi réponses, plans factoriels et dérivés, plans de criblage, plans pour l'estimation de surfaces de réponses, plans de mélange, plans optimaux.
Utilisation de méthodes statistiques multi variées en chimie : analyse en composantes principales, moindres carrés partiels (PLS), clustering, analyse discriminante et application à la calibration multi variée en chimie analytique.

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MODULES DU SEMESTRE  5

MODULE 27 : CHIMIE ORGANIQUE FONCTIONNELLE
(Cours: 18H , TD:18H ,TP: 12H) )

Chapitre I : LES COMPOSES AZOTES : AMINES, IMINES ET ENAMINES

I.- Généralités.
II-. Réactivité des amines aliphatiques
Propriétés acides et basiques HYPERLINK "http://membres.lycos.fr/jjww/315.htm" \l "1 - Acidité des amines primaires et secondaires#1 - Acidité des amines primaires et secondaires"  
 HYPERLINK "http://membres.lycos.fr/jjww/315.htm" \l "3 - Propriétés nucléophiles#3 - Propriétés nucléophiles" Propriétés nucléophiles :
Alkylation d'Hofmann ; Elimination d’Hofmann ;  HYPERLINK "http://membres.lycos.fr/jjww/315.htm" \l "3.2 Acylation d'amines#3.2 Acylation d'amines" Acylation d'amines ;  
Sulfonylation (ou sulfonation) ; Nitrosation
Réactions avec les composés carbonylés : synthèse des imines ; énamines; et oximes
III- Réactivité des amines aromatiques 
- Diazotation de l’aniline
Réactions des sels de diazonium sans départ d’azote : Réactions de couplage diazoïque
Réactions avec départ d’azote : Réactions de Sandmeyer
IV- Exemples de méthodes de préparation des amines : méthode de Gabriel

Chapitre II : LES ALDEHYDES ET CETONES.

Généralités
Réactivité :
– Additions nucléophiles.
- Réactions d’addition nucléophile en catalyse basique
Addition de carbanions : organométalliques - ion cyanure - diazomethane
Réactions d’addition nucléophile en catalyse acide
Addition d’alcools ; Addition d’amines primaires et de leurs dérivés : Z–NH2
Réaction d’oxydoréduction
- Réaction d’oxydation 
- Réactions de réduction : NaBH4 ; LiALH4 ; Wolff-Kischner ; Clemmensen.
Réactions liées à la mobilité des H en að du carbonyle
En milieu basique : aldolisaiton ; Cétolisation ; Crotonisation 
Réaction de Cannizzaro
Halogénation sur le carbone en að ðdu carbonyle en milieu acide et en milieu basique 
Réactions des aldéhydes et cétones að,ðbð-éthyléniques.
Addition nucléophile 1,2 et 1,4 : réaction de Michaël
Exemples de méthodes de préparation des composés carbonylés

Chapitre III : LES ACIDES CARBOXYLIQUES ET DERIVES

Généralités
Réactivité :
Décarboxylation ; Déshydratation
Additions nucléophiles sur le carbonyle 
Réduction  
Réactions au voisinage du carbonyle 
Exemples de méthodes de préparation des acides carboxyliques

Chapitre IV : LES DERVES D’ACIDE

Généralités
Réactivité :
- Propriétés communes à tous composés RCOZ (Z=Cl, OR, OCOR, NR2, SR)
- Propriétés particulières des dérivés d’acide :
Chlorures d’acide :   Réaction avec le diazométhane 
Esters : Réduction (LiAlH4 ; diisobutylaluminium) - Réaction avec les organomagnésiens ; Saponification.- Réactions au voisinage du carbonyle  (Claisen ; Dieckmann ; condensation malonique ;   HYPERLINK "http://webpeda.ac-montpellier.fr/wspc/ABCDORGA/Famille/QQREACDEBASE.html" \l "DOEBNER-KNOEVENAGEL" Doebner-Knoevenagel ).
Amides : Réduction; Nitrosation 
Nitriles : Hydrolyse ; réduction ; Réactions avec les organométalliques
III- Inter conversion entre dérivés d’acide.

Chapitre V : NOTIONS DE STEREOCHIMIE DYNAMIQUE-

Travaux pratiques :
Réaction de Cannizzaro ; Préparation de l’acide benzoïque et de l’alcool benzylique
Synthèse d’une oxime
Synthèse de Reimer et Tiemann : préparation d’aldéhyde salicylique
Réaction de nitrosation ; Préparation de la N-niroso-diphénylamine
Réaction de l’aniline sur du chlorure d’acétyle ; Synthèse d’un amide



MODULE M28 : RADIOCRISTALLOGRAPHIE ET CRISTALLOCHIMIE II (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H) )

PARTIE I : Radiocristallographie

Les rayons X
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2_2.html" \t "_self"Introduction
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2uc1.html" \t "_self"Généralités sur les Rayons X
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2ac2.html" \t "_self"Production des Rayons X
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2uc3.html" \t "_self"Absorption des Rayons X
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2uc4.html" \t "_self"Interactions Rayons X / Matière
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2ac5.html" \t "_self"Détection des Rayons X
HYPERLINK "http://nte.enstimac.fr/SciMat/co/SM2uc6.html" \t "_self"Méthodes d'investigation utilisant les Rayons X
II- Diffraction des rayons x par la matière cristallisée :
Conditions d’interférences constructives - loi de Bragg - remarques pratiques importantes sur la relation de Bragg : 2dhklsin¸ = n» - Amplitude diffractée - facteur de structure- Extinctions systématiques- Extinctions dues au mode de réseau- Extinctions dues aux éléments de symétrie translatoire- Interprétation géométrique dans l espace réciproque - domaines de diffraction - Formule de l'intensité diffractée par les plans (hkl) d'un élément de cristal.
III- Diffractogrammes de poudres expérimentaux
HYPERLINK "http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Diffraction-rayons-X-techniques-determination-structure.xml" \l "N1036E"Poudres cristallines
HYPERLINK "http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Diffraction-rayons-X-techniques-determination-structure.xml" \l "N103B0"Identification de phases et autres applications
Chambre de Debye-Scherrer
Diffractomètre en géométrie Bragg-Brentano
III- Diffractogrammes sur cristaux expérimentaux
HYPERLINK "http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Diffraction-rayons-X-techniques-determination-structure.xml" \l "N10244"Monocristaux
HYPERLINK "http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Diffraction-rayons-X-techniques-determination-structure.xml" \l "N10269"Technique de HYPERLINK "http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/Diffraction-rayons-X-techniques-determination-structure.xml" \l "N10286" résolution de structure
Analyse chimique par fluorescence X

PARTIE II : CRISTALLOCHIMIE II

Structures complexes
-Composés de type MO3
-Composés de type AMO3 : Corindon M2O3 ; Pérovskite AMO3
-Composés de type AM2O4 Spinelle

Non stœchiométrie : cristal parfait, cristal réel, défauts
Solutions solides : solution solides de substitution, solution solides d’insertion, loi de Vegard

Travaux pratiques :
Diffraction des Rayons X sur poudre : Méthode de Debye Scherrer, Méthode du compteur (traitement de données par ordinateur)
Etude de quelques solutions solides et d’une phase non stœchiométrique
Identification de substances à l’aide des Fiches PDF
Etude de transformation de phases


MODULE M29 : CINETIQUE ET CATALYSE (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H) )

Partie I : CINETIQUE

CHAPITRE 1 : FACTEURS CINETIQUES

I- La vitesse d’une réaction chimique
La réaction chimique et son avancement
Obtention expérimentale des courbes cinétiques et définitions des vitesses
Facteurs cinétiques
II- Le facteur cinétique température, loi d’Arrhenius
III- Le facteur cinétique concentration, détermination expérimentale de l’ordre d’une réaction chimique
Deux situations initiales particulières
La méthode différentielle
La méthode intégrale
La méthode des temps de demi-réaction

CHAPITRE 2 : REACTIONS COMPOSEES

I- Écriture des équations différentielles
Cas général de réactions simultanées
Cas des mécanismes réactionnels : composition d’actes élémentaires
II- Réactions renversables
Écriture des équations différentielles et résolution
Représentation graphique
Établissement d’un équilibre chimique
III- Réactions successives
Écriture des équations différentielles et résolution
Représentation graphique
Étape cinétiquement déterminante (ecd)
Approximation de l’état quasi stationnaire (AEQS)
IV- Résolution de problèmes grâce à l’AEQS : l’exemple des réactions en chaîne
Caractéristiques d’une réaction en chaîne
Méthode de résolution d’un mécanisme
V- Réactions jumelles (ou parallèles)
Écriture des équations différentielles
Représentation graphique
Conclusions ; contrôle cinétique et contrôle thermodynamique

CHAPITRE 3- THEORIES CINETIQUES :
théorie de collisions
théorie du complexe activé
Application à la prédiction des paramètres cinétique

PARTIE II : CATALYSE HOMOGENE
Introduction et Généralités
Catalyse acido-basique
Catalyse enzymatique.
Enzymes, généralités
Classes de réaction
Applications en synthèse organique
Organocatalyse
Aldolisation
Réaction de Knoevenagel
Hydrogénation catalytique
Palladium ou platine supporté
Hydrogénation asymétrique (Ru, Rh)
Applications industrielles
Synthèse de l’ammoniac
Réaction de Fischer – Tropsch
Hydroformylation/Hydrocarboxylation
Introduction à la Catalyse hétérogène

Travaux pratiques :

Suivi d'une réaction chimique d’ordre 1 par titrage
Suivi d’une réaction par spectrofluorescence
Réaction catalysée. Etude de la cinétique en solution tampon. Détermination d'ordre de réactions et de constantes de vitesses. Cette étude est menée par spectroscopie UV.
Etude bibliographique d'une réaction de s-complexation.
Détermination de constantes de vitesse et approche de l'aspect catalytique de cette réaction.


MODULE M30 : CHIMIE THEORIQUE (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H) )

Rappels sur les axiomes de la mécanique quantique

Opérateurs et propriétés – Le moment cinétique.

L’atome hydrogénoïde

Orbitales atomiques - Equation de Schrödinger et son interprétation - Les méthodes d’approximation (variation et perturbation) – Spin électronique et effet Zeeman.

L’atome poly électronique

Principe de Pauli - Déterminant de Slater - Orbitales de Slater.
Termes spectraux - Modèle de Russell- Saunders - Interaction spin- orbite - Transitions optiques - Règles de sélection – Action d’un champ externe sur un atome - Effet Zeeman normal et normal –.

La molécule
Les molécules et l’approximation orbitale – Les molécules et l’approximation LCAO - Liaison chimique - Méthode de Hückel généralisée – Méthode des fragments – Introduction aux théories de la réactivité chimique

Initiation à la symétrie moléculaire
Eléments de symétrie - opération de symétrie - classe d’opération de symétrie - groupe ponctuels de symétrie - Tableaux de caractères représentation réductible et irréductible en coordonnées cartésiennes - Dénombrement des modes normaux des molécules éthylène, cis et trans butadiène.



MODULE M31 : ELECTROCHIMIE (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H) )


Thermodynamique électrochimique

Piles et accumulateurs
Généralités : définitions, thermodynamique des piles
Piles chimiques complexes
Accumulateurs
Piles de concentration
Piles à combustibles

Cinétique électrochimique :

Courbes de polarisation 
Processus d’électrodes, vitesse de réaction électrochimique.
Courbes de polarisation : systèmes rapide et lent, domaine d’électro activité,  polarisation des électrodes, mécanismes des réactions électrochimiques, types de surtension.
Lois fondamentales de la cinétique électrochimique
Théorie de la surtension d’activation
Expressions dérivées de l’équation courant –potentiel
Cinétique sous contrôle de transfert de charge, loi de Tafel
Transport de matière
Modes de transport de masse
Processus de migration, diffusion et convection
Cinétique électrochimique en régime de diffusion et en régime mixte.
Transport de masse à l’état stationnaire
Régime pur de diffusion
Surtension de diffusion
Cinétique en régime mixte : Correction de la diffusion
Applications
Coulométrie - Titrages potentiométriques et ampérométriques - Notions de corrosion – Diagramme d’Evans - Piles et accumulateurs – Biocapteurs - Electrochimie en milieu non aqueux.

Travaux pratiques :
Polarisation des électrodes -- Etude de la formation d'hydrogène sur différents métaux
Potentiométrie: détermination de constantes d'équilibre - Etude de la surtension et détermination de vitesse de corrosion - Utilisation d'électrodes spécifiques


MODULE M32 : TECHNIQUES SPECTROSCOPIQUES D’ANALYSE (Cours : 21H , TD : 18H ; TP : 9H) )
CHAPITRE 1 : SPECTROSCOPIE DE L’ULTRAVIOLET ET DU VISIBLE
Interaction de la lumière avec les molécules
Spectres électroniques ; Origine des absorptions en relation avec les O.M.
Etude des différents chromophores
Loi de BEER – LAMBERT ; Validité de la loi de BEER – LAMBERT
Spectrophotomètre UV – Visible et Applications

CHAPITRE 2 : SPECTROSCOPIE INFRA – ROUGE
Domaine de longueur d’onde
Origine de l’absorption dans le moyen infra – rouge
Théorie classique des transitions vibrationnelles
Théorie quantique des vibrations dans l’I. R. ; Spectre de raie et spectre de bande
Absorptions caractéristiques des composés organiques
Instrumentation en spectroscopie infra rouge

CHAPITRE 3 : RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DU PROTON
Moment cinétique et moment magnétique. Etude du spin 1/2
Appareil de résonance magnétique nucléaire
Théorie de la RMN du 1H
Champ magnétique haute fréquence, Champ radio fréquence. Signal
RMN (FID)
Influence de l’environnement d’un spin sur les conditions de résonance.
Déplacement Chimique d.
- Interaction spin-spin et couplage scalaire J
Interprétation des spectres RMN 1H
Présentation d’un autre spin ½ : le 13C. Spectres caractéristiques du 13C

CHAPITRE 4 : SPECTROMETRIE DE MASSE
Principe et théorie de la spectrométrie de masse
Différentes méthodes d’ionisation (IE, IC…)
Spectromètres de masse (magnétique, quadripôle, simple et double focalisation)
Mécanismes de fragmentation
Interprétation de spectres et applications.





MODULES DU SEMESTRE 6 (optionnel)
Modules du tronc commun :

-Module 33 : les grandes classes de réactions organiques
-Module 34 : chimie descriptive II et chimie de coordination


MODULE 33 : LES GRANDES CLASSES DE REACTIONS ORGANIQUES
(cours : 18, TD : 18H, TP : 12H)

Introduction : effets des solvants
Réactions de condensation :
Mécanisme général des réactions de condensation de composés carbonylés
Condensation aldolique en milieu acide et en milieu basique
Réaction aldolique mixte : réaction de Claisen-Schmidt.-Influence du pH ; Stéréo sélectivité de la crotonisation
Réactions aldoliques intramoléculaires : Réaction de Michael, Annelation de Robinson 
Condensation sur des imines, des iminiums et des enamines : Aminométhylation de Mannich ; Réaction de Storck
Réactions analogues à la condensation aldolique : Réaction de Knoevenagel, condensation malonique - Réaction de condensation de Claisen et Réaction de Claisen mixte - Condensation de Claisen intramoléculaire (Cyclisation de Dieckmann) - Benzoination des aldéhydes ; Réarrangement benzylique
Réactions impliquant des ylures
-Ylures au phosphore : Réaction de Wittig ; Réaction de Wittig-Horner
- Ylures au soufre : Réaction de Corey

Réactions de catalyse par transfert de phase : réaction d’alkylation (C, O, N, S) .

Réactions d’oxydation et de réduction
Oxydation : Généralités- Elimination d’atomes d’hydrogène-Rupture d’une liaison (C-C) - Substitution d’un hydrogène par un oxygène-Addition d’un atome d’oxygène-Réactions de couplage oxydant
Réduction : Généralités-Substitution d'un oxygène (ou un halogène) par un hydrogène-Elimination d’atomes d’oxygène-Addition d’atomes d’hydrogène-Rupture de liaison-Couplages réducteurs

Réactions pericycliques :
Les cycloadditions. :
Cycloadditions [4+2] ; Cycloadditions dipolaires-1,3, Cycloadditions [2+2]
Les réarrangements (réactions) électrocycliques
Les réarrangements (migrations) sigmatropiques :
Réarrangement [3,3] de Cope et de Claisen ; Réarrangement [2,3] d’ylures ; Réarrangement [5,5] benzidine.

Réarrangements moléculaires
Réarrangement Wagner-Meerwein.- Réarrangement pinacolique - Réarrangement Réarrangement semipinacolique - Réarrangement benzylique -Réarrangement de Wolf- Réarrangement de Schmidt des acides carboxyliques - Réarrangement de Beckman -Réarrangement de Schmidt modifié (d’aldéhydes et de cétones) - Réarrangement de Baeyer-Villiger

VII- Réactions radicalaires
Réactions de substitution radicalaire, Réactions d'addition radicalaire, Réactions de polymérisation.

Travaux pratiques
Condensation de CLAISEN SCHMIDT - Condensation de Knoevennagel - Synthèse de la dibenzylacétone - Réduction d’une cétone à un alcool par le Zinc ou par l’isopropylate d’aluminium - Réaction de Diels Alders  -Transposition de Beckmann – Transposition Pinnacolique -.


MODULE 34: CHIMIE DESCRIPTIVE II ET CHIMIE DE COORDINATION (cours : 18, TD : 18H, TP : 12H)

Partie I : CHIMIE DESCRIPTIVE II

Chimie descriptive du bloc d et f

-Rappels concernant la classification périodique des éléments.
-Propriétés générales des éléments de transition.
-Etudes des différents groupes des éléments de transition (états d’oxydation, obtention des éléments, propriétés générales et principales réactions).
Groupe de Scandium.-Groupe du Titane.
Groupe du Vanadium.
Groupe du Chrome.
Groupe du Manganèse.
Groupe du Fe, Co, Ni (1ère Triade) .
Groupe du Platine (2ème et 3ème Triades).
Groupe du Cuivre.
Groupe du Zinc.
Etudes de quelques éléments du bloc f
Groupe des Lanthanides.
Groupe des Actinides.

Partie II-CHIMIE DE COORDINATION

Les complexes des éléments de transition.
-Propriétés générales des éléments de transition- Complexes de coordination-
-Nomenclature-Géométrie-Isomérie-Stabilité-Application aux dosages
Théorie de la liaison de valence
Théorie du champ cristallin
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- L’énergie de stabilisation du champ cristallin
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