Eléments de chimie physique moléculaire

Enseignants

Gonze Xavier (supplée Hautier Geoffroy); Hautier Geoffroy;

Langue
d'enseignement

Français

Thèmes abordés

Le cours porte sur la compréhension, utilisant les principes premiers de la physique, du comportement électronique des atomes et molécules et son lien avec la chimie. Il aborde aussi la compréhension des mouvements atomiques dans les molécules (rotations, vibrations).
Pour ce faire, le cours comporte une présentation des bases nécessaires de mécanique quantique pour le chimiste.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	Ce cours, destiné aux étudiants en chimie, propose une introduction à l'aspect microscopique du monde atomique et moléculaire. Il présente les notions de structure électronique des atomes et molécules, de structure géométrique des molécules et des mouvements moléculaires en vue de les intégrer à l'étude des propriétés moléculaires et à la réactivité chimique : une insistance toute particulière sera faite sur le caractère discret des niveaux d'énergie, leur calcul et leur signification ainsi que sur la description des molécules individuelles. Ce cours doit servir d'introduction au cours de spectroscopie moléculaire, à la thermodynamique statistique et à la chimie quantique. Il introduit la terminologie et les concepts d'usage en chimie organique et inorganique.

Contenu

- Eléments de mécanique quantique : Historique, fondements, concepts de base, postulats et opérateurs en mécanique quantique, résolution de systèmes simples. Equation de Schrödinger.
- Atome d'hydrogène.
- Méthodes approximatives (théorème des variations et approches perturbatives).
- Atomes d'He et autres atomes multi-électroniques. Notion de spin, d'indiscernabilité et d'anti-symétrie.
- Equations d'Hartree-Fock.
- Approximation de Born-Oppenheimer. Molécules diatomiques et poly-atomiques. Théorie des orbitales moléculaires.
- Approche quantique des vibrations et rotations dans des molécules diatomiques et polyatomiques.
- Interaction avec la lumière de molécules et atomes. Règles de sélection.

Méthodes d'enseignement

Cours magistraux, visualisation personnelle de vidéos, avec séances optionnelles de questions/réponses avec le titulaire, et séances d'apprentissage par exercices.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Les étudiants seront évalués par un examen écrit à livre fermé.

Ressources
en ligne

site moodle :
https://MOODLE.UCLOUVAIN.BE

Support de cours

• slides (disponibles sur moodle)
• chapitres du livre Mac Quarrie (disponibles sur moodle)

Faculté ou entité
en charge

CHIM