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Description illustration de l'article Responsable : Corinne Chanéac, Professeur UPMC
Coordinateur de l’UE : Benoit Fleury, Maître de Conférences UPMC

1.Descriptif de l'UE

Volumes horaires globaux : CM 19h,   TD 20h, TP 21h
Nombres de crédits de l'UE : 6 ECTS
Barèmes total/100 : Ecrit /60 ; TP /30 ; CC /10

 

2.PrÉsentation pÉdagogique de l'UE

 

Description de l’UE

Certains solides comme les pierres précieuses sont réputés pour leur éclat et leur couleur, d’autres pour leur capacité à stocker de l’information ou encore leur aptitude à adsorber sélectivement certaines molécules. L’objectif de ce cours est de donner les bases rationnelles de la synthèse de solides en phase aqueuse et de montrer quelle est l’origine des propriétés des solides et quelles sont leurs applications.

 

Mots clÉs

Chimie des cations en solution aqueuse : modèle des charges partielles, spéciation, condensation, formation d’un solide.
Propriétés optiques des solides : complexes des métaux de transition, termes spectroscopiques, diagrammes de Tanabe-Sugano absorption, émission, couleur, laser. Propriétés magnétiques des solides : Interactions et couplages magnétiques, ferro, antiferro, ferrimagnétisme. Applications : stockage de l’information, imagerie médicale 

Objectifs d’apprentissage

Comprendre, justifier et rationaliser les stratégies de synthèse d’un matériau inorganique en phase aqueuse. Sur la base d’une description du solide, en particulier sa structure électronique (électrons libres, couplés, excités) et sa structure cristalline, explication des corrélations structure/propriétés à l’origine des phénomènes observés afin de montrer que le comportement d’une espèce peut être radicalement modifié par la nature de son environnement.
Cette UE fournit les bases méthodologiques pour suivre les UE MC761 et MC763.

ThÈmes abordÉs

Chap I. Complexation et précipitation des cations en solutions aqueuse
I.1. Propriétés acido-basiques des cations en solution aqueuse
    - Précurseurs en solution : hydroxylation des cations
    - Condensation des précurseurs en solution
    - Complexation et condensation.
I.2. Olation, polycations et phases solides
- Structure et croissance des espèces condensées
- Condensation des éléments trivalents
- Condensation des éléments tétravalents
I.3. Oxolation, polycations et phases solides
- Structure et croissance des espèces condensées
- Condensation des éléments du bloc p
- Condensation des éléments du bloc d

Chap II. Propriétés Optiques des solides
II.1. L’origine de la couleur
II.2. Chocs inélastiques : excitations des électrons
II.3. Absorption : coloration
II.4. Emission spontanée : fluorescence, phosphorescence
II.5. Emission stimulée : effet laser

Chap III. Propriétés magnétiques
III.1.  Le magnétisme : propriété universelle de la matière
III. 2 Paramagnétisme de Langevin : l’ion isolé
- Loi de Curie
- Moment magnétique permanent
III.3 Paramagnétisme de l’ion libre : théorie quantique
- Equations fondamentales du paramagnétisme. Approximations de Van Vleck
- Paramagnétisme des ions 4fn
- Paramagnétisme des ions 3dn
III.4 Applications aux complexes bimétalliques
III.5 Applications aux complexes à transition de spin
III.6 Le magnétisme des solides

Langue d’enseignement

L’ensemble de l’enseignement (cours, TD, TP) ainsi que le texte d’examen est en Français. Des documents de cours, TD ou TP pourront être distribués en anglais