Chimie générale avancée
Résumé
Cet enseignement vise l'acquisition des notions essentielles relatives à la structure de la matière, aux équilibres et à la réactivité chimiques. Le cours et les exercices fournissent la méthodologie permettant de résoudre par le raisonnement et le calcul des problèmes inédits de chimie générale.
Contenu
1. Atomistique: structure électronique des atomes, orbitales atomiques, spectroscopie, classification périodique, charge effective
2. Liaison chimique: représentation de Lewis, règle de l'octet, liaison ionique, liaison covalente, énergie de liaison, modèle VSEPR et géométrie des molécules, orbitales moléculaires, moment dipolaire, forces de van der Waals et de London, liaisons intermoléculaires.
3. Quantités chimiques: masse atomique, isotopes, notion de mole, formules chimiques, concentrations
4. Réactions chimiques et stoechiométrie: équations chimiques, réactif limitant, électrolytes, lois des gaz parfaits, pressions partielles
5. Thermodynamique: énergie interne, premier principe de la thermodynamique, enthalpies des transformations physiques et des réactions chimiques, entropie deuxième principe, enthalpie libre,
6. Equilibres chimiques: enthalpie libre dans un mélange, potentiel chimique et activité, quotient réactionnel, constante d'équilibre, influence des paramètres réactionnels sur les équilibres
7. Propriétés des solutions: dissolution et solvatation, solubilité.
8. Transfert de proton: équilibres acide-base: théorie de Brönsted-Lowry, couples acide-base, constante d'ionisation, échelle de pH, calcul de pH de solutions, titrages acide-base
9. Transfert d'électron: électrochimie: équilibrage des équations rédox, piles électrochimiques, potentiels standard, piles et accumulateurs, équation de Nernst, loi de Faraday, électrolyse
10. Cinétique chimique: vitesse de réaction, lois de vitesse, molécularité et ordre d'une réaction, théorie du complexe activé, loi d'Arrhenius, cinétique mécanistique, catalyse, réactions enzymatiques
11. Application des principes de la chimie pour les sciences des matériaux.
Mots-clés
Structure électronique des atomes, liaisons chimiques, stoechiométrie, thermochimie, équilibres thermodynamiques, acides et base, oxydoréduction, cinétique chimique, hybridation des orbitales.
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Expliquer la structure et les propriétés de base des atomes et des complexes des métaux de transition
- Décrire les principaux types de liaisons chimiques
- Utiliser les quantités chimiques pour le calcul de stoechiométrie
- Prévoir quantitativement les échanges d'énergie associés aux transformations physiques et chimiques
- Appliquer les principes de la thermodynamique à la résolution de problèmes d'équilibres
- Calculer le pH d'une solution aqueuse en appliquant à bon escient d'éventuelles approximations
- Etablir la loi de vitesse d'une réaction à partir de données expérimentales ou d'un mécanisme
- Appliquer les lois de vitesse intégrées et déterminer la cinétique d'une réaction à différentes températures
- Analyser et résoudre par le raisonnement et le calcul des problèmes quantitatifs relatifs aux points précédents
Méthode d'enseignement
Cours avec exercices
Méthode d'évaluation
Examen écrit
Encadrement
| Office hours | Non |
| Assistants | Oui |
| Forum électronique | Non |
Ressources
Bibliographie
Chimie générale pour ingénieur; C. Friedli; Presses Polytechniques et universitaires romandes
Chimie générale; Peter Atkins; Inter Editions
Exercices de chimie générale; Ch. Comninellis, C. Friedli, A. Sahil Migirdicyan; 3ème édition; Presses Polytechniques et universitaires romandes
Ressources en bibliothèque
- Exercices de chimie générale / Comninellis
- Chimie générale / Atkins
- Chimie générale pour ingénieur / Friedli
Références suggérées par la bibliothèque
Polycopiés
Liens Moodle
Préparation pour
Futurs ingénieurs et scientifiques
Dans les plans d'études
- Semestre: Automne
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'hiver)
- Matière examinée: Chimie générale avancée
- Cours: 3 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Exercices: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire