Objectifs (en terme de compétences)

Interpréter, à l'échelle moléculaire, les résultats de la thermodynamique et de la cinétique chimique grâce aux formalismes de la Mécanique Quantique et de la Mécanique Statistique.

Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)

1. Thermodynamique statistique Formule de Boltzmann ; la thermodynamique statistique d'équilibre ; le gaz parfait, monoatomique et biatomique, en statistique quantique de Maxwell-Boltzmann, avec la correction de Bose-Einstein ; les expressions générales de U(T) et H(T) ; calcul des chaleurs de réaction et constantes d'équilibre ; calcul des constantes de vitesse, dans le cadre de la théorie de Eyring. 2. Physique théorique moléculaire Les méthodes de la physique théorique moléculaire : Hartree-Fock-Roothaan et interaction de configurations ; le calcul des propriétés moléculaires : les grandeurs structurales, densité électronique, moment dipolaire électrique, potentiel électrostatique et les grandeurs énergétiques ; les bases physiques du phénomène de liaison chimique.

Résumé : Contenu et Méthodes

Résumé :
Calcul de la struture électronique des molécules par les méthodes de la mécanique quantique. Les orbitales atomiques et hybridation. La méthode du champ autocohérent. Les méthodes ab initio et semi-empiriques. Les approximations de Born-Oppenheimer et de Hartree-Fock. La liaison chimique et les théorèmes de Hellmann-Feynman et du viriel. Matrice de densité et analyse de population. La théorie des groupes ponctuels. Opérateurs de projection de spin et de symétrie. La méthode de l'interaction de configurations. Spectroscopie électronique. Calcul de perturbation et ses applications. Hypersurfaces de potentiel (prédissociation, surfaces LEPS). Principe de conservation de symétrie. Diagrammes de corrélation. Energie d'ionisation. Moments dipolaires électriques statiques et de transitions électroniques.

Autres informations (Pré-requis, Evaluation, Support, ...)

Prérequis :
Chimie générale (CHIM 1120 et CHIM 1130) - Eléments de mécanique statistique et de mécanique quantique vus en physique. / Débouchés : Recherche en physique moléculaire - Enseignement de la chimie dans le secondaire. /
Mode d'évaluation :
Examen oral avec préparation écrite
Support :
Notes rédigées par le titulaire.
Indication d'ouvrages recommandés.

Autres crédits de l'activité dans les programmes