Semaine 20 : du 20 au 24 mars

MPSI 2
Colles de sciences physiques
2016/17
⇒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 DEBROGLIE et de PLANCK-EINSTEIN.
– 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.
•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.
Questions de cours uniquement – TD non fait
+Révision du chapitre « Mouvement d’une charge dans des champs ~ Eet ~ B, uniformes et stationnaires. »
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 RITZ ; niveaux d’énergie ; généralisation aux hydrogénoïdes.
– Nombres quantiques n,ℓ,mℓet ms: valeurs permises ; niveaux d’énergie (règle de KLECHKOWSKI).
– Configuration électronique d’un atome et d’un ion monoatomique : règles de remplissage des orbitales ato-
miques, 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 LEWIS d’un atome ou d’un ion monoatomique.
– Liaison covalente, règle du duet, de l’octet, hypervalence ; représentation de LEWIS d’une molécule ou d’un
ion polyatomique.
– Propriétés des liaisons covalentes : longueur et énergie de liaison, polarisation, moment dipolaire d’une mo-
lécule, lien avec sa géométrie.
– Forces intermoléculaires : interactions de Van DER 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 ; in-
terprétation de la miscibilité ou non de 2 solvants.