Programme des colles de chimie en PCSI 2

Programme des colles de chimie en PCSI 2
Semaine 8 : du 15 au 19 novembre
Partie 2 : Architecture de la matière
Chapitre 1 : Configuration électronique des atomes
I. Rappels du lycée
1. le noyau de l'atome
2. l'élément chimique
3. Aspects ondulatoire et corpusculaire de la lumière
II. L'atome d'hydrogène
1. Quantification de l'énergie
2. Spectre d'émission
3. Orbites et orbitales atomiques (OA)
III. Cas des atomes polyélectroniques : les 4 nb quantiques principaux
1. trois nombres quantiques pour décrire une OA
2. un nombre quantique de plus pour l'électron
IV. Configuration électronique de l'atome
1. Pricipe d'élaboration
a) règle de Pauli
b) règle de Hund
c) règle de Klechkovski
2. électrons de coeur, valence
3. configuration électronique des ions
4. représentation de Lewis
Compétences exigibles :
1. Connaître l'expression de l'énergie d'un photon correspondant à une onde de fréquence ν.
2. Connaître l'expression de l'énergie électronique de l'atome d'hydrogène.
3. Savoir que pour décrire les électrons d'un atome quelconque, il faut 4 nombres quantiques.
4. Pour chaque nombre quantique, connaître son nom et les valeurs qu'il peut prendre.
5. Enoncer le principe d'exclusion de Pauli.
6. Enoncer la règle de Klechkovski.
7. Enoncer la règle de Hund.
8. Donner la configuration électronique d'un atome ou d'un ion à partir de son numéro
atomique Z.
9. Repérer les électrons de coeur et les électrons de valence.
10. Donner le schéma de Lewis d'un atome ou d'un ion à partir de se configuration
électronique.
Chapitre 2 : La classification périodique des éléments
I. Construction de la classification périodique
1. Principe
2. Description
II. Evolution de quelques propriétés atomiques
1. Energie d'ionisation
2. Affinité électronique
3. Electronégativité

Compétences exigibles :
1. Savoir expliquer comment est construite la classification périodique, en reconnaître les
différents blocs.
2. Connaître les noms suivants et leur place dans la classification : alcalins,alcalino-terreux,
halogènes, gaz nobles, lanthanides et actinides.
3. Connaître la définition d'un élément de transition.
4. Situer un élément dans la classification périodique à partir de sa configuration électronique.
5. Déterminer la configuration électronique d'un atome ou d'ion à partir de la position de
l'élément dans la classification périodique.
6. Connaître la définition de l'énergie d'ionisation et son évolution dans la classification
périodique.
7. Connaître la définition de l'affinité électronique et son évolution dans la classification
périodique.
8. Connaître la définition de l'attachement électronique et son évolution dans la classification
périodique.
9. Connaître la définition de l'électronégativité de Mullken et son évolution dans la
classification périodique.
10. Savoir que l'électronégativité de Pauling est la plus utilisée en chimie organique.
Chapitre 3 : Structure électronique des molécules
I. La Théorie de Lewis
1. Liaison covalente
2. Règles de stabilité
3. Notion de charges formelles
4. Cas des ions
5. Méthode d'écriture des représentations de Lewis
II. Des limites à la théorie de Lewis
1. Des exceptions
2. Liaison covalente délocalisée : la mésomérie
Compétences exigibles :
1. Connaître la définition d'une liaison covalente.
2. Enoncer les règles de stabilité (règle de l'octet et du duet).
3. Savoir qu'il existe des exceptions à la règle de l'octet (ex : bore, aluminium...)
4. Reconnaître un cas où il est possible d'avoir de l'hypervalence.
5. Calculer des charges formelles.
6. Proposer une ou plusieurs représentations de Lewis pour une molécule ou un ion (avec les
charges formelles).
7. Ecrire, si elles existent, les formes mésomères d'une molécule ou d'un ion.
8. Connaître le lien entre stabilité d'une molécule et le nombre de formes mésomères qu'elle
possède.
Partie 3 : Chimie organique
Chapitre 1 : Introduction à la chimie organique
I. Rappels
1. Représentation plane des molécules organiques
2. Nomenclature
3. Isomérie de constitution
II. Détermination de la formule semi-développée d'une molécule
1. Formule brute et analyse élémentaire

2. Nombre d'insaturations
III. Notion de stéréoisomérie
1. Représentations planes des structures spatiales
a) Représentation de Cram
b) Représentation topologique de Cram
c) Représentation de Newman
2. Stéréoisomérie
Compétences exigibles :
1. Donner la formule développée, semi-développée ou topologique d'une molécule à partir de
sa formule brute.
2. Nommer un alcane ou un alcène substitué.
3. Connaître la définition d'un isomère de constitution.
4. Donner, à partir d'une formule brute, plusieurs isomères de constitution.
5. Déterminer la formule brute d'une molécule à partir de son analyse élémentaire.
6. Calculer le nombre d'insaturations présentes sur une molécule à partir de sa formule brute
ou à partir de sa représentation plane.
7. Représenter une molécule en représentation de Cram.
8. Représenter une molécule en représentation topologique de Cram.
9. Représenter une molécule en représentation Newman.
10. Connaître les définitions de « stéréoisomérie de configuration » et « stéréoisomérie de
conformation ». Les distinguer.