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Description illustration de l'article Responsable de l’UE :  Esmaïl Alikhani, Professeur UPMC
Coordinateur de l’UE : Bruno Madebène,  Maître de Conférences UPMC

1. Descriptif de l’UE :

Volumes horaires globaux : CM 32h,  TD 16h, Tutorat
Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTS
Barème total/100 : Ecrits / 70, CC / 30.

 

2. PrÉsentation pÉdagogique de l’UE :

 

Description de l’UE

Ce cours porte sur la description de la réaction chimique (états électroniques fondamental et excités, surfaces de potentiel, …) et de l’interaction rayonnement-matière.
Les bases des méthodes ab initio sont abordées sans démonstration détaillée. Les deux méthodes les plus populaires de la chimie quantique, Hartree-Fock et DFT, sont présentées et appliquées à la détermination des états électroniques. Quelques concepts fondamentaux sont par la même occasion introduits : multiplicité de spin, géométrie d’équilibre, fonction de base atomique, surface d’énergie potentielle, constante de vitesse, enthalpie de réaction.
Suite à cette première partie, les concepts introduits sont utilisés pour comprendre comment on peut prédire théoriquement un spectre vibrationnel, électronique, ou encore magnétique. Cet enseignement s’appuie sur des exemples récents de la littérature scientifique et une description pratique de la reproduction de ces résultats, en utilisant les outils de la chimie computationnelle.

 

Mots clÉs

Etats électroniques de molécules, surfaces de potentiel, modélisation d'une réaction chimique, transitions radiatives et moments de transition

Objectifs d’apprentissage

Les objectifs de cet enseignement sont de consolider et formaliser les connaissances en chimie théorique. Les aspects énergétiques et dynamiques seront examinés dans le cadre de la description de la réaction chimique et de l’interaction rayonnement-matière. Des illustrations issues de différents domaines de la chimie moderne (par exemple, chimie du vivant et nanosciences) nous permettront de fournir les outils et concepts pour développer chez les étudiants une vision descriptive et prédictive de la chimie théorique.
En termes d’apprentissage, à la fin de ce cours l’étudiant doit être capable de faire le lien entre la représentation moléculaire d’une réaction chimique (énergie) et sa description macroscopique (cinétique, spectres).


ThÈmes abordÉs

  • Configuration électronique et géométrie des noyaux
  • Transitions énergétiques : électronique et vibrationnelle
  • Approximation de Born-Oppenheimer : découplage électron-noyau
  • Quelques concepts de base : fonction de base atomique, multiplicité de spin, état électronique, surface de potentiel, énergie électronique
  • Théorie de l’état de transition : aspect énergétique et critère vibrationnel
  • Enthalpie libre et constante de vitesse
  • Prédiction des spectres IR, UV, RMN

Langue d’enseignement

Cours et TD : essentiellement en français, possibilité d’un enseignement en anglais pour les étudiants Erasmus

TEP (travail personnalisé) : sur une bibliographie fournie en anglais

Planning des enseignements

Début des cours le lundi 6 janvier de 8h30 à 12h45 et de 13h45 à 18h00 en salle F700

Toutes les informations (planning, doc...) seront disponibles sur SAKAI