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Description illustration de l'article

MU5CI206

Réactivité ultra-rapide résolue en temps

 

Mots clés : Dynamique ultra-rapide – Femtochimie – Photochimie – Paquet d’onde – Spectroscopies résolues en temps

Responsable

Alain Dubois, Professeur – Laboratoire de Chimie Physique – Matière et Rayonnement, Sorbonne Université

ECTS

Cours

TD

TP

Tutorat

Ecrit

CC

TP

Oral

Eval. répartie

6

40h

 

8h

12h

60

10

 

30

non

Descriptif de l’UE

L’étude de la réactivité est abordée sous l'angle des processus élémentaires les plus rapides, c’est-à-dire se produisant sur une échelle de temps allant des nanosecondes (10-9 s) aux attosecondes (10-18 s). On s'intéressera à des réactions induites soit par la lumière soit par collision, et mettant en jeu des processus d’excitation (électronique, vibrationnelle, rotationnelle) ou de transferts d’électrons inter- ou intramoléculaires. On présentera les principes généraux ainsi qu'une introduction aux concepts théoriques et méthodes expérimentales permettant l’étude et la compréhension de ces phénomènes. Ils seront illustrés par des exemples tirés de grandes problématiques scientifiques ou technologiques actuelles

Objectifs d’apprentissage

A l’issue de notre formation, les étudiants seront capables de :

  • employer et associer des connaissances diverses acquises en L et M1 concernant la structure et les spectroscopies des molécules et des atomes pour comprendre la réactivité au niveau des processus élémentaires ;
  • analyser différents types de réactivité et de dynamique en leur associant des temps et des énergies caractéristiques ;
  • prédire au niveau des processus fondamentaux possibles le devenir d’une espèce chimique soumise à une perturbation donnée (rayonnement ou interaction avec une autre espèce chimique, neutre ou chargée).

PrErequis

Acquis sur la structure électronique des atomes et les structures électronique, vibrationnelle et rotationnelle des molécules, sur les principes et applications des spectroscopies atomiques et moléculaires, analyse de propriétés physico-chimiques à l’échelle macroscopique et leur relation avec la nature microscopique de la matière (thermodynamique statistique, cinétique).

Langue

Cours, TD, TP

Documents

Bibliographie

 

français ou anglais

anglais

anglais

Fonctionnement de l’UE

 

L’UE est organisée pédagogiquement et scientifiquement pour couvrir différents aspects (échelle de temps, espèces réactives et types de processus élémentaires) de l’étude de la réactivité chimique aux temps courts. Quatre thèmes seront abordés :
•        Transformations chimiques aux temps ultra-courts : de la femtochimie à l'attoscience.
•        Dynamique à l’échelle de la picoseconde de dissociation de systèmes moléculaires faiblement liés.
•        Processus électroniques et transfert d’électrons entre systèmes atomiques et moléculaires en interaction.
•        Photoréactivité primaire de systèmes moléculaires et macromoléculaires en phase condensée.

Ces quatre thèmes seront illustrés par des exemples tirés de grandes problématiques scientifiques et technologiques actuelles: notamment la conversion de l’énergie solaire, l’hadronthérapie, la chimie hétérogène du milieu interstellaire et l’imagerie résolue en temps d'orbitales moléculaires d’espèces réactives. Les cours seront complétés par deux mises en situation expérimentale dans des laboratoires de recherche.