CHM-1000 : Structure des atomes et des molécules

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CHM-1000 : Structure des atomes et des
molécules
NRC81501
Automne 2015
Mode d'enseignement : Présentiel
Temps consacré : 4-0-5
Crédit(s) : 3
Rappels:dimensionsetunités;mécaniqueclassique;électrostatique;ondes
périodiques;ondesélectromagnétiques.Atomed'hydrogène:modèledeBohr;
modèleondulatoire,équationdeSchrödinger.Atomespolyélectroniques.
Liaisonchimique.Propriétésélectriquesdesmolécules:momentdipolaire,
polarisabilité.Forcesintermoléculaires.
Plage horaire :
Cours en classe
lundi 08h30à10h20 VCH-2880 Du31août2015au11déc.2015
vendredi 10h30à12h20 VCH-2880 Du31août2015au11déc.2015
Il se peut que l'horaire du cours ait été modifié depuis la dernière
synchronisation avec Capsule. Vérifierl'horairedansCapsule
Site de cours :
https://www.portaildescours.ulaval.ca/ena/site/accueil?idSite=64140
Coordonnées et disponibilités
Jesse Greener
Professeur
VCH4064E
https://jgreener.chm.ulaval.ca/
[email protected]
Disponibilités :
Du20Octau13Dec:Lundide10h30-12h00etVendredide9h00de10h00.
Soutien technique : Pourrecevoirdusoutientechniquerelatifàl'utilisationduPortaildesCours,
contactez:
Comptoir LiberT(FSG)
PavillonAdrien-Pouliot,Local3709
[email protected]
418-656-2131poste4651
Session d'automne et hiver
Lundi 08h00à18h45
Mardi 08h00à18h45
Mercredi 08h00à18h45
Jeudi 08h00à18h45
Vendredi 08h00à16h45
Session d'été
Lundi 08h00à16h00

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Lundi 08h00à16h00
Mardi 08h00à16h00
Mercredi 08h00à16h00
Jeudi 08h00à16h00
Vendredi 08h00à16h45

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Sommaire
Description du cours ......................................................................................................................... 4
Objectifs .......................................................................................................................................4
Contenu........................................................................................................................................4
Formulespédagogiques...................................................................................................................5
Rôleducours ................................................................................................................................5
Contenu et activités .......................................................................................................................... 5
Évaluations et résultats .................................................................................................................... 6
Modalitésd'évaluation.....................................................................................................................6
Informationsdétailléessurlesévaluationssommatives .......................................................................6
Examen1 .................................................................................................................................6
Examen2 .................................................................................................................................6
Devoir1 ...................................................................................................................................6
Devoir2 ...................................................................................................................................6
Devoir3 ...................................................................................................................................6
Devoir4 ...................................................................................................................................7
Devoir5 ...................................................................................................................................7
Détailssurlesmodalitésd'évaluation................................................................................................7
Échelledescotes............................................................................................................................7
Politiquesurl'utilisationd'appareilsélectroniques ...............................................................................7
Politiquesurleplagiatetlafraudeacadémique ..................................................................................7
Étudiantsayantunhandicap,untroubled’apprentissageouuntroublemental.......................................8
Matériel didactique ........................................................................................................................... 8
Premièrepartie:lastructureatomique ..............................................................................................8
Àlaréserve...................................................................................................................................8
Médiagraphie et annexes .................................................................................................................. 8
Matérielsupplémentaire ..................................................................................................................9

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Description du cours
Objectifs
Autermeducours,l'étudiant(e)seracapablede:
donnerladéfinitiondestermes:fonctiond'onde,orbitaleatomique,orbitalemoléculaire,configuration
électronique,couchedevalence,énergied'ionisation,électronégativité,polaritédeliaison,moment
dipolaire;
décrirel'effetphoto-électriqueetexpliquercommentilprouvequel'énergied'uneonde
électromagnétiqueestquantifiée;
décrirecequ'estlespectrederaiesd'unatomeetexpliquercommentilprouvequel'énergied'unatome
estquantifiée;
décrirelesobservationsexpérimentalesquidémontrentladualitéonde-corpusculedelamatière;
décrirelasignificationdelarelationdeDeBroglie;
décrirelemodèledeBohrdel'atomed'hydrogène;
décrirelemodèledelaparticuledansuneboiteetl'utiliserdanslarésolutiondeproblèmes
décrirelemodèleondulatoiredel'atome;
décrirelesrèglesderemplissagedesorbitalesatomiquesetleurconséquencessurlaconstructiondu
tableaudelaclassificationpériodiquedeséléments
établirlacorrespondanceentrelaconfigurationélectroniqued'unélémentetsaplacedansletableaude
laclassificationpériodiquedeséléments;
décrireetexpliquerl'évolutiondel'énergied'ionisationetdelatailled'unatomeenfonctiondesa
positiondansletableaudelaclassificationpériodique;
énoncerleprincipedelaméthodedecombinaisonlinéairedesorbitalesatomiques(LCAO);
décrirelesmodesderecouvrementdesorbitalesatomiques;
décrireladensitéélectroniqueassociéeauxorbitalesatomiquessetp,etauxorbitalesmoléculairesσet
π;
Décrireladifférencededensitéélectroniqueetd'énergieentrel'orbitalelianteetl'orbitaleanti-liantequi
résultentdelacombinaisonlinéairededeuxorbitalesatomiques;
déterminerlaconfigurationélectroniquedemoléculesdiatomiques,àl'aidedeleurdiagrammed'énergies
orbitalaires;
classerdesmoléculesparordredemomentdipolaire;
calculerlemomentdipolaired'unemolécule,àpartirdesmomentsdipolairesdeliaison;
calculerlemomentdipolaireetlapolarisabilitéd'unemolécule,àpartirdemesuresdeconstante
diélectrique;
décrirelesforcesintermoléculairesetleurrôledanslacondensationdesgazenliquidesetsolides.
Contenu
Première partie: La structure atomique
Rappels
Méthodescientifique:observationsexpérimentales-théoriesetmodèles
Grandeursmesurables-Dimensionsetunités
Rappelsdemécaniqueclassique
Rappelsd'électrostatique
Rappelsd'électromagnétisme
Ondespériodiques
Ondesélectromagnétiques
Premiersmodèlesdel'atome
Atome d'hydrogène: modèle classique
Effetphoto-électrique
Spectrederaies-Rayonnementducorpsnoir
ModèledeBohr
Atome d'hydrogène: modèle ondulatoire
Propriétésondulatoiresdelamatière
Mécaniquequantique1-ÉquationdeSchrödinger
Atomes polyélectroniques
Organisationélectroniquesdesatomes

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Organisationélectroniquesdesatomes
Périodicitédespropriétésdeséléments
Deuxième partie: La liaison chimique
Liaison chimique
Introduction
Étatstabledeséléments
Propriétésdelaliaison:Forcedeliaison,ordredelaliaison,longueurdelaliaison,angledela
liaison
ModèledeLewis-ModèleVSEPR
Moléculesdiatomiques homonucléaire
Moléculesdiatomiqueshétéronucléaires
Moléculesployatomique
Forcesetlesfaiblesses
Commentvaliderunmodèledelastructuremoléculaire?
Propriétésspectroscopiques:masseréduite,fréquencedevibration,fréquencederotation
Mécaniquequantique2-oscillateurharmonique,rotorrigide
Liaisonscovalent,polaire,ionique
Théoriedesorbitalesmoléculairesetcombinaisonlinéairedesorbitalesatomiques(LCAO)
Moléculesdiatomiqueshomonucléaire
Moléculesdiatomiqueshétéronucléaires
Moléculesployatomiqueethybridation
Forces intermoléculaires
Propriétésélectroniquesetoptiquedesmolécules
ForcedeCoulombetlepotentielélectrique
Dipôles,quadripôlesélectriquesetleurinteractions
Polarisabilité ,moléculaire volumedepolarisabilité
EquationdeDebye
Indicederefraction
ForcesdeVanderWaals
ForcesélectriquesrépulsivesetpotentielLennard-Jones
Formules pédagogiques
L'enseignementalieuensalledecourslorsdedeuxpériodeshebdomadairesde110minutes.Enmoyenne,le
coursexigecinqheuresdetravailpersonnelparsemaine.
Ilestessentieldeprendredesnotes.Laprésentationdelamatièreestaccompagnéed'exercicesfréquents,à
faireindividuellementsurplace.Ilconvientdoncd'avoirentouttempsunecalculatrice(voirlesmodèles
autorisésdanslapageévaluationsetrésultats).
Rôle du cours
Lecoursfiguredanslesprogrammesdebaccalauréaten ,en ,en etenchimie biochimie bio-informatique
.enseignementsecondaire
Contenu et activités
Letableauci-dessousprésentelessemainesd'activitésprévuesdanslecadreducours.
Titre Date
Premièrepartie:Lastructureatomique 
Deuxièmepartie:Laliaisonchimique 
Note:Veuillezvousréféreràlasection devotresitedecourspourdeplusamplesdétails.Contenu et activités