Chimie générale et minérale

wmd1105  2018-2019  Bruxelles Woluwe

Chimie générale et minérale
9 crédits
60.0 h + 30.0 h
Q1
Enseignants
Rider Mark coordinateur; Singleton Michael; Vlad Alexandru;
Langue
d'enseignement
Français
Thèmes abordés
Le cours de Chimie Générale se subdivise en six chapitres qui recouvrent les principaux thèmes nécessaires à la compréhension de tout phénomène physico-chimique ou biochimique: - l'atomistique, qui s'attache à la description de l'atome et de ses propriétés: c'est la base de la compréhension des édifices qui vont se former via les trois principaux types de liaison chimique, - la liaison chimique: liaisons ionique, covalente et métallique (nature, stabilité), - la thermodynamique chimique, comme son nom l'indique, va expliquer pourquoi des réactions peuvent se dérouler et d'autres pas, - la cinétique chimique décrira brièvement ce qui détermine la vitesse des réactions, - les réactions acide-base: la vie est apparue dans l'eau; notre corps est constitué de 70% d'eau: les réactions en solution aqueuse sont capitales dans les phénomènes de la vie: le pH, mesure de l'activité des protons en solution, est un paramètre capital dans le "réglage" des réactions chimiques, - les réactions d'oxydoréduction et l'électrochimie sont dispensatrices d'énergie ; les piles sont des réservoirs d'une énergie chimique transformable en énergie électrique.
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1

La Chimie permet d'accéder à la connaissance des substances qui nous entourent, à la compréhension de leurs transformations et de la dynamique de ces transformations. Elle est ainsi à la base d'une industrie de toute première importance sur le plan économique: création de matériaux, de médicaments, de substances les plus diverses qui font énormément pour améliorer notre qualité et notre espérance de vie. Mais la chimie permet également de percer le secret des mécanismes de la vie et, de ce point de vue, elle se justifie en tant que science de base dans le curriculum des étudiants en médecine, dentisterie, sciences biomédicales et pharmacie. Trop souvent, la Chimie est ressentie comme une science abstraite, basée sur des modes de raisonnement ayant peu de choses en commun avec les lois plus "tangibles" de la physique, par exemple. En réalité, les phénomènes décrits par la chimie sont de nature purement physique et trouvent toujours leur équivalent dans des phénomènes auxquels nous sommes habitués. Une des principales difficultés de compréhension de la chimie réside dans le fait que ce sont des phénomènes se déroulant à l'échelle du monde sub-microscopique qui expliquent des propriétés du monde macroscopique auquel nos sens se sont accoutumés. Le cours de Chimie générale se veut approche concrète. Chaque fois que la chose est possible, on fera percevoir comment des phénomènes microscopiques, explicables par des lois simples, se traduisent par des propriétés bien connues, bien perceptibles de la matière. Deux exemples de concepts régissant bon nombre de phénomènes atomiques et moléculaires sont fournis par la loi de Coulomb et la notion d'énergie potentielle dont personne ne niera la simplicité. On verra que ces concepts, faciles à comprendre, expliquent un grand nombre de propriétés macroscopiques de la matière, tant au point de vue statique que dynamique.

 

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Ce cours s'adresse en priorité aux étudiants de 1ère année en pharmacie et en sciences biomédicales. Ce cours de chimie générale et minérale est consacré à l'acquisition des concepts fondamentaux de cette science en vue de les intégrer à la compréhension des phénomènes chimiques qui se déroulent dans les organismes vivants. L'objectif du cours est donc de donner à l'étudiant une maîtrise suffisante de connaissance des structures moléculaires et de leurs transformations au cours des réactions, étude des propriétés des molécules, maîtrise du langage; comprendre et raisonner avec cohérence; pouvoir faire des liens entre les données; résoudre des exercices d'application; appliquer les notions fondamentales à des données nouvelles (par exemple appliquer les notions d'acide-base pour former un mélange tampon à pH désiré).
Contenu
  1. Introduction historique
  2. Atomistique : description de l’atome et de ses propriétés
  3. Liaison chimique : liaison ionique, covalente et métallique (nature, stabilité)
  4. Thermodynamique chimique
  5. Les états de la matière
  6. Equilibres chimiques
  7. Acides et bases
  8. Solubilité
  9. Électrochimie
  10. Cinétique chimique
Méthodes d'enseignement
Le cours magistral, dispensé à l'ensemble des étudiants en auditoire, expose la matière. L'exposé est consacré à la compréhension des théories de base de la chimie, à la mise en évidence des concepts fondamentaux, à l'étude des lois régissant le comportement chimique des substances, et à la résolution de problèmes sous forme d'exercices.
Les travaux dirigés (TD) sont organisés par groupe d’étudiants. Le but des TD est de familiariser les étudiants avec le mode de réflexion qui prévaut en chimie générale. Une constatation très fréquente est qu’il existe pour l’étudiant de réelles difficultés à mettre en œuvre une théorie, généralement bien comprise, pour l’appliquer à des problèmes concrets. Lors de ces séances, les étudiants sont amenés à résoudre des problèmes avec le guidance d'un enseignant. La participation active des étudiants est requise.
Les travaux pratiques (TP) se font en laboratoire. Les séances en laboratoire sont l’occasion pour l’étudiant d’approcher la réalité des lois étudiées par la manipulation de réactifs et appareils de laboratoire. Ces séances constituent une illustration concrète de concept et lois et sont choisies pour leur intérêt. Afin de rendre ces séances plus fructueuses, l’étudiant est invité à préparer chaque manipulation de laboratoire en rédigeant un résumé dans lequel il expose l’essentiel de la théorie sous-jacente, un plan du travail à réaliser au laboratoire ainsi que la préparation des calculs nécessaire au rapport.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Examen écrit sous forme de résolution de problèmes et sur les aspects théoriques du cours (± 12 questions, durée de l'examen 3 h).
Il n'y a pas de points négatifs ni pondération en fonction des questions et des chapitres de la matière. Cependant, lorsque les étudiants ont entre 9/20 et 10/20 au terme de la correction, c. à d. typiquement 9,25, 9,5 et 9,75, les enseignants réexaminent l’ensemble des points pour décider si la côte sera arrondie vers le bas ou vers le haut. Si la conclusion est que plus de la moitié des réponses sont insuffisantes, la couverture de la matière sera considérée insuffisante et la côte sera arrondie vers le bas.
Autres infos
De brèves notions de systématique minérale sont vues en parallèle avec les différents sujets traités dans ces principaux chapitres, de manière, encore une fois, à faire connaissance avec les propriétés de substances qui nous entourent. Les pré-requis nécessaires pour aborder le cours de chimie sont les notions classiques de mathématique. On fera appel également à des notions simples de physique (énergie potentielle, ondes stationnaires, loi de Coulomb, ...). Il est souhaitable que l'étudiant puisse se prévaloir d'une bonne perception de structures spatiales, condition nécessaire à la compréhension des molécules et de leurs propriétés. Des exercices et résolution de problèmes sont largement présentés au cours des séances d'exercices théoriques et de travaux dirigés dispensées au cours du quadrimestre. Il est néanmoins évident qu'une compréhension parfaite de la théorie sous-jacente est indispensable à la bonne résolution des problèmes.
Ressources
en ligne
Il n'y a pas de syllabus ! Les présentations Power Point seront mises à disposition des étudiants sur MoodleUCL. De plus, il y aura une série d’exercices utilisant une tablette pendant les cours de manière à guider l’étudiant dans le mode de réflexion auquel il doit s’adapter. Ces fichiers contenant la résolution de problèmes seront également mis à la disposition des étudiants via Moodle.
Bibliographie
Livres de référence :
  • Atkins, Jones, Principes de Chimie (de boek, 2ème/3ème édition)
  • Chimie des Solutions, Kotz, Treichel Jr, de boek/Beauchemin
  • Ayadim, Habib-Jiwan, Chimie Générale Edition : UCL press Universitaires de Louvain-DUC- 2013.
  • Voir aussi www.deboek.com et www.lachimie.org (site très utile pour travailler son cours).
Faculté ou entité
en charge
MED


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Bachelier en sciences biomédicales

Bachelier en sciences pharmaceutiques