La liaison chimique

Le but de cette UE est une initiation à l’élaboration de diagrammes d’orbitales moléculaires.

Cette UE est la continuité de l’UE Des particules à l’atome (L2-modèle quantique de l’atome). Un bilan sur les atomes polyélectroniques et le modèle de Slater (vu en première année : UE Architecture de la matière) est réalisé.

Comme dans le cas de l’atome, le comportement électronique dans la molécule est décrit en utilisant un modèle quantique. Et comme dans le cas des atomes polyélectroniques, il est impossible de trouver une solution exacte de l’équation de Schrödinger, des approximations seront nécessaires.

Les approximations fondamentales (Born-Oppenheimer, approximation monoélectronique, combinaison linéaire d’orbitales atomiques) sont données ; l’interaction de deux orbitales atomiques identiques sur deux centres est traitée mathématiquement dans le cadre de ces approximations.  Puis une généralisation est effectuée et l’étude de molécules « simples » est envisagée en tenant compte des résultats généralisés. Cette étude est donc très largement qualitative, elle permet la description de la structure électronique des molécules et permet de faire le lien avec certaines propriétés de ces molécules. (Diagrammes d’OM par la méthode LCAO – initiation à la méthode des fragments et à la théorie de Hückel simple).

La suite logique de cette UE est l’UE Initiation à la réactivité des molécules et l’UE Chimie organique 3.

Le contenu de l’enseignement se répartit comme suit :

. Bilan atomes polyélectroniques – modèle Slater

. Interactions de deux orbitales atomiques sur deux centres

. Application aux entités contenant H ou He (H₂⁺, H₂, HHe⁺)

. Molécules AH₂ et AH (initiation à la méthode des fragments)

. Molécules diatomiques A₂ et AB

. Introduction à la méthode de Hückel pour des systèmes p « simples »

. Utiliser les outils mathématiques nécessaires à la résolution d’un problème de chimie quantique ;

. Décomposer un problème complexe en éléments plus simples ;

. Maîtriser les notions d’orbitales moléculaires liantes, anti-liantes et non-liantes ;

. Construire un diagramme d’orbitales moléculaires dans le cas de molécules « simples » (Méthode LCAO – Fragments – Hückel)

. Utiliser un diagramme pour interpréter des propriétés et éventuellement la réactivité d’un composé ;

. Reconnaître les orbitales frontalières (basse vacante et haute occupée)

UE Architecture de la matière (L1)

UE Des particules à l’atome (L2)

UE Mathématiques (L1 et L2)

Evaluation Continue Intégrale (ECI) 100%