Premier semestre

Chapitre 1 : Classification périodique des éléments (atomistique)

 

La découverte de la structure de l’atome au début du vingtième siècle a marqué une grande étape dansl’avancée des connaissances. Cependant, de nombreux phénomènes mis en évidence et demeurant sans interprétation tels que les spectres d’émission des atomes, l’effet Compton, l’effet Zeeman,…ont conduit les physiciens et chimistes du vingtième siècle à abandonner le modèle classique de la mécanique newtonienne en particulier et à introduire un nouveau modèle : la mécanique quantique. La mécanique quantique se révèle indispensable pour décrire les phénomènes qui se produisent à l’échelle submicroscopique, c’est-à-dire au niveau des noyaux atomiques, des atomes, des molécules,… Elle a permis une interprétation et une compréhension nouvelles de la classification périodique établie par le chimiste russe D. Mendeleiëv au XIXe siècle après collecte et analyse d’un très grand nombre de données expérimentales.

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Classification périodique des éléments
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Chapitre 2 : Architecture moléculaire (chimie générale)

Représentation de Cram

 

Les assemblages polyatomiques résultent d’un équilibre entre divers facteurs : nombre et taille des atomes (ou des ions) constituant l’entité de base, liaisons chimiques qui les associent entre eux. La première explication raisonnée de la liaison chimique dans les composés moléculaires a été proposée par G. Lewis au travers du modèle de la liaison covalente et de la règle de l’octet. Les fondements de ce modèle seront développés et analysés, tant sur leurs apports que sur leurs limites d’utilisation. Le concept de répulsion des paires électroniques de la couche de valence,qu’introduit la méthode V.S.E.P.R. proposée par R.J. Gillespie, constitue un moyen rapide et efficace pour prévoir la structure géométrique des molécules.

 

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Architecture moléculaire
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Chapitre 3 : Vitesses de réaction (cinétique)

On pourrait penser que la composition d’un système où se déroulent des réactions chimiques est déterminée par la stabilité des différents produits pouvant se former, les produits les plus stables étant les plus abondants. En réalité, il existe de très nombreux composés instables dans les conditions de leur environnement. Ainsi, un corps aussi dur et, en apparence, aussi solide que le diamant est instable tant vis-à-vis de son oxydation par le dioxygène de l’air que vis-à-vis de sa transformation en graphite. La composition des systèmes est souvent régie plus par la cinétique de leur évolution que par la stabilité des produits susceptibles de se former. Dans ce chapitre, nous allons apprendre à analyser quantitativement le rôle des différents facteurs cinétiques, déjà rencontrés en Terminale : concentrations des réactifs, température ... 

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Vitesses de réaction PARTIE 1
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Vitesses de réaction PARTIE 2
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Chapitre 4 : Mécanismes réactionnels (cinétique)

Le chapitre précédent a permis de mettre en place des méthodes d’étude de la cinétique de réactions chimiques du point de vue macroscopique, c’est-à-dire la réaction chimique globale et son équation stœchiométrique associée. Nous allons maintenant considérer la cinétique de la réaction chimique du point de vue microscopique. Très souvent, la réaction globale observée traduit un ensemble de plusieurs processus élémentaires à l’échelle microscopique. L’ensemble de ces processus élémentaires constitue le mécanisme de la réaction. Aborder le point de vue microscopique vise à comprendre les résultats obtenus par l’étude expérimentale (macroscopique) de la cinétique des réactions chimiques.


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Mécanismes réactionnels
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Chapitre 6 : Stéréochimie des molécules organiques (chimie organique)

Configuration R et S d'une molécule, le butan-2-ol

 

Les propriétés des substances dépendent de l’arrangement spatial de leurs atomes. Il est donc nécessaire de préciser un langage et des représentations de ces structures dans l’espace : c’est le « but » de la Stéréochimie statique. La préparation de substances biologiquement actives demande souvent d’obtenir un isomère possédant une structure spatiale bien déterminée parmi un très grand nombre d’isomères possibles. L’étude du déroulement des réactions dans l’espace est l’objet de la Stéréochimie dynamique ; elle permet de sélectionner les réactions conduisant à un seul isomère.

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Stéréochimie des molécules organiques
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Chapitre 8 : Substitution nucléophile et beta-élimination

Parmi les éléments de la classification périodique, celui qui est présent dans le plus grand nombre de structures, molécules ou ions est certainement le carbone. Celui-ci participe à un nombre considérable de molécules et joue un rôle essentiel dans la chimie du vivant. La chimie organique est la chimie du carbone, en particulier des molécules complexes. Depuis le XIXème siècle et les travaux précurseurs de WÖLHER et LIEBIG, la chimie organique a pris un essor remarquable donnant naissance à une puissante industrie. La découverte de nombreuses réactions a permis de développer des stratégies de synthèse pour produire de façon efficace des produits naturels déjà connus (synthèse de vitamines) mais aussi de proposer de nouvelles molécules (recherche de nouveaux médicaments). Le développement d’une science ne peut se contenter de la simple application de recettes et après les découvertes des structures moléculaires, les chimistes organiciens ont élaboré une description des actes microscopiques qui essaie de rendre compte du plus grand nombre possible de résultats expérimentaux. Cette théorie s’appuie sur les structures de LEWIS des molécules et le concept d’électronégativité.

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Substitution nucléophile et beta-élimination
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