MPSI 2 2016/17 Colles de sciences physiques ⇒ Semaine 20 : du 20 au 24 mars Mécanique • Introduction au monde quantique – Dualité onde-particule pour la lumière : nécessité de la notion de photon à partir de la description de l’effet photo-électrique, relations de D E B ROGLIE et de P LANCK -E INSTEIN. – Généralisation à la matière de la dualité précédente : description d’une expérience d’interférences atomiques, ordres de grandeur typiques intervenant dans les phénomènes quantiques. – Approche qualitative de la notion de fonction d’onde, lien avec la probabilité de présence ; interprétation d’une expérience d’interférences « particule par particule ». – Quantification de l’énergie d’une particule libre confinée 1D : analogie avec les modes propres de la corde de Melde. Questions de cours uniquement – TD non fait • Théorème du moment cinétique – Moment d’une force par rapport à un point, par rapport à un axe orienté ; notion de « bras de levier ». – Moment cinétique d’un point par rapport à un point, par rapport à un axe orienté. – Théorème du moment cinétique en un point ou par rapport à un axe fixe. – Application au pendule simple. ~ et B ~ , uniformes et stationnaires. » + Révision du chapitre « Mouvement d’une charge dans des champs E Chimie • Structure électronique des atomes – Rappels sur la structure de l’atome ; ordres de grandeur en terme de taille et de charge. – Notion d’élément chimique ; isotope, masse molaire d’un élément en fonction des abondances isotopiques. – Spectre de l’atome d’hydrogène, relation de R ITZ ; niveaux d’énergie ; généralisation aux hydrogénoïdes. – Nombres quantiques n, ℓ, m ℓ et m s : valeurs permises ; niveaux d’énergie (règle de K LECHKOWSKI). – Configuration électronique d’un atome et d’un ion monoatomique : règles de remplissage des orbitales atomiques, électrons de cœur et de valence, interprétation des exceptions (dont la liste n’est pas à connaître). • Classification périodique des éléments – Principe de construction, étude par blocs et par famille, métaux et non-métaux. – Électronégativité : définition, évolution au sein de la classification, lien avec le caractère oxydo-réducteur. • Structure électronique des molécules – Schéma de L EWIS d’un atome ou d’un ion monoatomique. – Liaison covalente, règle du duet, de l’octet, hypervalence ; représentation de L EWIS d’une molécule ou d’un ion polyatomique. – Propriétés des liaisons covalentes : longueur et énergie de liaison, polarisation, moment dipolaire d’une molécule, lien avec sa géométrie. – Forces intermoléculaires : interactions de Van D ER WALLS (polarisabilité d’une molécule, différents types d’interaction dipôle/dipôle), liaison hydrogène ; lien entre l’importance de ces forces et la polarité/polarisabilité, ordre de grandeur énergétiques. • Solvants moléculaires – Grandeurs caractéristiques : moment dipolaire, permittivité diélectrique relative, caractère protique. – Mise en solution d’une espèce moléculaire ou ionique : effet dissociant, ionisant, solvatant d’un solvant. – Classement des espèces chimiques en fonction de leur caractère protique/aprotique – polaire/apolaire ; interprétation de la miscibilité ou non de 2 solvants.