1. Révisions des pré-requis CPI 1

2. Fonctions d’état S, G et F

Calculs d’entropie et deuxième principe

Enthalpie libre G et énergie libre F.

Relation de Gibbs-Helmholtz.

3. Potentiel chimique

Potentiel chimique dans un système chimique homogène isolé .

dG = – SdT + VdP + S µi dni, relation de Gibbs-Duhem.

Expression du potentiel chimique.

4. Grandeurs de réaction

D_rH°, D_rS° et D_rG°; relations entre ces grandeurs et Variation avec la température.

Entropie molaire standard S°_m..

Capacité thermique molaire standard à pression constante C°_p,m

5. Équilibres chimiques

Constante d'équilibre thermodynamique

Facteurs d'équilibre (P, T, xi). Relation de Van 't Hoff.

6. Diagrammes d'équilibres binaires

Equilibres liquide/vapeur; azéotropie et hétéroazéotropie.

Equilibres solide/liquide.

Eutectiques.

Théorème des moments chimiques.

Lois de Raoult et de Henry. Activité, coefficient d’activité.

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Contenu :

I. Notions de base de cristallochimie du solide

- Définition de l'état cristallin vs. état amorphe

- Symétrie de translation, notion de réseau, de motif

- Notion de maille et de système cristallin, réseaux de Bravais

- Arrangements simples de particules : empilements compacts (cubique à faces centrées, hexagonal compact) et pseudo-compacts (cubique centré)

- Sites cristallographiques, coordinence, compacité, masse volumique

- Structures simples des cristaux ioniques binaires (NaCl, ...). Cas du carbone (diamant, graphite).

II. Energie Cristalline

- Energie des systèmes cristallins ioniques: caractéristiques de la liaison ionique, établissement de l'énergie de cristallisation à partir de l'interaction électrostatique.

- Constante de Madelung, calcul de l’énergie réticulaire selon Born-Landé, détermination expérimentale par cycle thermodynamique de Born-Haber.

III. Ionocovalence

- Nature chimique d'un solide binaire (moléculaire, ionique, métallique, covalente) en fonction de la position des deux éléments dans la classification périodique.

- Influence de l'électronégativité, du degré d'oxydation et de la polarisabilité des ions sur le caractère partiellement covalent d'une liaison entre cations et anions.

- Influence de l'ionocovalence sur les structures cristallines

- Exemples de solides ionocovalents à structures simples (ZnS, CdI2).

Pratiques pédagogiques :

Une séance de 3h de TP en salle informatique (non notée) est dédiée à la visualisation de structures cristallines de solides, afin de montrer comment l'utilisation de ce type d'outil peut aider à la réflexion sur des matériaux plus complexes. Illustration avec des cas pratiques.

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Alcènes : hydrogenation, époxydation, dyhydroxylation, ozonolyse.

Theorie de Huckel simple.

Hydrocarbure aromatique : aromaticité, substitution electrophile aromatique, orientation d’une seconde substitution.

Aldéhydes et cétones : préparation, additions nucléophiles, réductions, acetatlisation, recation en alpha du groupe carbonyle, reactions de l’ion énolate, C-alkylation, addition conjuguée sur les alpha-énones, reaction de Witting.

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