Description

Une molécule est la plus petite entité identifiable d’une substance. Les substances sont donc composées de molécules qui interagissent entre elles par différentes forces. Les molécules, quant à elles, sont constituées d’atomes qui vont, à leur tour, interagir entre eux. Les structures des molécules sont donc déterminées par la nature des atomes qui les constituent mais aussi par le type de liaisons et d'interactions qui relient les atomes entre eux.
Mais avant de comprendre comment interagissent les atomes entre eux, il est important d’avoir bien compris comment sont organisés les électrons dans l’atome, puisque ce sont les électrons qui sont à l’origine de la « réactivité » des atomes. 
Les différents chapitres de cette UE décrivent ces différents points cruciaux et fondamentaux à toute compréhension des structures des molécules et des possibilités d’interaction entre elles.
Les objectifs de cette UE sont : 
- de comprendre comment s’organisent les atomes les uns par rapport aux autres dans les molécules
- de comprendre quelles interactions permettent les interactions entre les atomes 
- de découvrir les structures tridimensionnelles adoptées par les molécules en fonction de l’environnement de chaque atome. 
Les notions vues dans cette UE permettront aux étudiants de mieux appréhender les structures 3D des macromolécules biologiques qui seront vues au niveau atomique en L3.
Les contenus qui seront abordés dans cette UE sont les suivants:
- Importance et rôle des liaisons chimiques.
- Configuration électronique des atomes.
- Modèle simplifié de la liaison covalente  - Schémas de Lewis. 
- Structures des molécules - Théorie de Gillespie (approche VSEPR). 
- Electronégativité et moment dipolaires.
- Les électrons et l’atome - Eléments de mécanique quantique.
- L’atome d’hydrogène – Les atomes polyélectroniques.
- Energies des atomes - Relations avec les propriétés expérimentales
- Hybridation des orbitales.
- Liaisons simples et multiples.
- Description des orbitales atomiques et moléculaires. 
- Méthode de fragments.
- Modèle quantique de la liaison covalente.
- Etudes des liaisons pi et des liaisons conjuguées. 
- Mésomérie, aromaticité.
- Détermination des énergies et des formes des orbitales moléculaires.
- Méthode de Hückel. 
- Les différents types de liaisons chimiques.

Compétences requises

Compétences visées

Savoir déterminer la structure d’une molécule sur la base des schémas de Lewis, de la théorie de Gillespie et de l’état d’hybridation des atomes.
Trouver les différentes formes mésomères d’une molécule.
Savoir construire et représenter des orbitales moléculaires à partir des orbitales atomiques.    
Comprendre les conditions de recouvrement et les critères d’énergie entre orbitales atomiques.
Savoir construire des diagrammes d’orbitales moléculaires.
Comprendre et savoir utiliser la théorie de Hückel.
Savoir calculer l’énergie des atomes, des ions et des orbitales moléculaires dans le cas de molécules simples.
Connaître les différents types d’interactions possibles entre les atomes et les molécules.

Disciplines

• Chimie théorique, physique, analytique

Contacts

Responsable(s) de l'enseignement

• Valerie Fritsch-Noirard