Bachelor — Inorganic chemistry

Chapitre 1 : Le Tableau Périodique
1. Les éléments dans le tableau périodique (périodes, périodicité des propriétés,
blocs, familles)
2. La liaison chimique :
a. La liaison covalente
b. La liaison ionique
c. La liaison métallique
d. La liaison de Van der Waals et la liaison hydrogène
3. Diagramme énergétique des orbitales moléculaires
4. Hybridation
5. Polarisation d’une liaison.

Chapitre 2 : L’hydrogène
Etat naturel, propriétés physico-chimiques, préparation de l’hydrogène, les
composés de l’hydrogène (hydrures, halogénures d’hydrogène) et leurs
propriétés acido-basiques et oxydo-réductrices.

Chapitre 3 : L’oxygène & Le soufre
Etat naturel, propriétés physico-chimiques, préparation, utilisation, composés à base
d’oxygène, réactivité de l’oxygène, propriétés acido-basiques et oxydo-réductrices.

Chapitre 4 : Les halogènes (Fluor, Chlore, Brome, Iode)
Dans tous les cas on étudiera l’état naturel, les propriétés physico-chimiques,
l’obtention et l’utilisation.

Chapitre 5 : L’azote, le phosphore, l’arsenic et l’antimoine
Etat naturel, propriétés physico-chimiques, obtention, l’ammoniac et ses propriétés,
les oxydes et les oxacides de l’azote. Préparation de l’acide nitrique et son utilisation.

Chapitre 6 :
États naturels de ces éléments, leur obtention, leur utilisation

Chapitre 7 : Le Carbone et le silicium
Propriétés physico-chimiques du carbone et du silicium, obtention, les oxydes et les
oxacides du silicium, les silicates, le gel de silice, les silicones.

Chapitre 8 : Les métaux
1. Les métaux alcalins :
- Groupe I du tableau périodique : généralités, propriétés.
- Le sodium : fabrication, dérivés du sodium.
2. Les métaux alcalinotereux
- Groupe II du tableau périodique : généralités, propriétés.
- Le magnésium : fabrication, dérivés du magnésium.
3. Les métaux du bloc d (transition)
1. Etude de quelques éléments : état naturel, propriétés, obtention et
utilisation

Chapitre 9 : Les complexes
1- Notions de complexe (ligands, agents complexants)
2- Nomenclature
3- Etude de la liaison chimique dans les complexes, hybridations dans les complexes
4- Structures des complexes de coordination
5- Propriétés des complexes
6- Théorie du champ cristallin

1. M. BERNARD, Cours de Chimie Minérale, Ed. Dunod (2005, 2ème Ed)
2. P. W. ATKINS, D.F. SHRIVER, Chimie inorganique, Ed. De Boek, (2001)
3. S. S.. ZUMDAHL, Chimie générale, De Boeck, (1999)
4. R. DIDIER, P. GRECIAS, Chimie Générale, cours et exercices résolus, Tec & Doc,

(2004).

Chapitre I : Rappel sur les Liaisons chimiques
Rappels sur les orbitales atomiques. Liaisons intramoléculaires, liaison covalente,
hybridation du carbone (sp3, sp2, sp), méthode VSEPR, liaison ionique. Liaisons
intermoléculaires (la liaison d’hydrogène).

Chapitre II : Classification des fonctions organiques, Nomenclature systématique
(IUPAC) des composés organiques
II-1. Fonctions et groupes fonctionnels, Classifications des fonctions organiques :
monovalentes, divalentes et trivalentes
II-2. Règles de nomenclature
II-2-1-Hydrocarbures aliphatiques

II-2-1-1-Les alcanes
II-2-1-2-Les alcènes
II-2-1-3-Les alcynes
II-2-2-Hydrocarbures alicycliques
II-2-3- Halogénures d’alkyles
II-2-4- Hydrocarbures aromatiques
II-2-5- Les alcools
II-2-6- Les éthers
II-2-7- Les amines : Amines primaires, secondaires et tertiaires
II-2-8- Les carbonyles : les aldéhydes et les cétones
II-2-9- Les acides carboxyliques
II-2-10- Les dérivés des acides carboxyliques : Les esters, les Chlorures d’acides, les
anhydrides, les amides
II-2-11-Fonction nitrile

Chapitre III- Isomérie et stéréo-isomérie
I- Analyse élémentaire
Détermination de la formule brute, Détermination d’indice d’insaturation
II- Isomérie plane

a- Définition
b- Isomérie de constitution : de chaine ; de fonction ; de position
c- Tautomérie
III- Isomérie géométrique (Isomérie spatial ou stérique)
a- Règle séquentielle de Cahn, Ingold et Prelog.
b- Isomérie éthylénique : Cis/Trans ; Z/E
c- Isomérie cis et trans des composés cycliques.

 d- Isomérie géométrique dans le cas du cyclohexane
IV- Isomérie optique

a- Chiralité
b-Opération de symétrie : Axe de symétrie, Plan de symétrie et Centre de symétrie
c- Carbone asymétrique
d-Configuration absolue R/S
e- Représentation de Cram, Newman et Fischer
f- Composés à deux carbones asymétriques
g- Chiralité axiale
h-Isomérie de conformation : alcanes linéaires (éthane, butane), cyclohexane

Chapitre IV- Les effets électroniques
I- Charge formelle
II- Moment dipolaire
III- Effets inductifs : Effet inductif (-I) et Effet inductif (+I )
IV- Résonance et mésomérie : Effet Mésomère (-M) et (+M), Formules mésomères
(formules limites) : Aniline ; Benzaldéhyde
V- Acidité -basicité et réactivité des composés organiques

Chapitre V- Mécanismes réactionnels
I-Introduction : écriture d’une réaction en chimie organique, effet du solvant,
intermédiaires réactionnels, types de réactifs.
II- Substitution nucléophile d’ordre 1 (SN1)
III-Elimination d’ordre 1 (E1)
IV-Substitution nucléophile d’ordre 2 (SN2)
V-Elimination d’ordre 2 (E2)
VI-Substitution radicalaire (SR)
VII-Substitution électrophile (SE)
VIII-Addition électrophile (AE)
IX-Addition nucléophile (AN)
X-Addition radicalaire (AR)

Quelques

1. Chimie Générale. R. Ouahes. B. Devallez, Publisud, 1988.
2. Chimie Organique Tom1-Structure, Allinger-Cava-Johnson-DeJongh- Stevens;
McGraw-Hill, 1983.
3. Chimie Organique Cours et exercices résolus, Pièrre Grécias ; Lavoisier 2004.
4. Introduction à la chimie Organique, A. William Johnson, De Boeck, 2013.
5. Chimie Organique, cours - Paul Arnaud. Dunod, Paris 2003.
6. Chimie Organique, Stéréochimie, entités réactives et réactions, René Milcent, EDP
sciences 2007.
7. Chimie générale chimie organique. Michele Polisset. ELLIPSES-PARIS-2003.

8. Chimie Organique Rappels de cours, QCM, exercices corrigés et commentés. Amal. M.
CHLTEN. Ed Ellipses, 2007.
9. Chimie organique en 25 fiches. Nadège Lubin-Germain et Jacques Uziel, Dunod, Paris
2008.
10. Introduction à la chimie organique. Anne Marie Frisque Hesbain. Dunod, Paris
2005.

Chapitre 1 : Séries fonctions
1) Séries numériques :
- Définitions
- Opérations élémentaires sur les séries
- Conditions de convergences d’une série
- Série géométrique
- Série de Riemannan
- Séries à termes positifs
- Séries absolument convergentes
- Séries alternées.
2) Séries de fonctions :
- Suites de fonctions
- Convergence simple et uniforme d’une suite de fonction
- Séries de fonctions
- Propriétés générales
- Convergence uniforme
- Convergence normale.
3) Séries entières :
- Séries entières et formules de Taylor
- Calcul de rayon de convergence
- Opérations sur les séries entières
- Application : Développement en Série entière des
élémentaires.

Chapitre 2 : Intégrales multiples
1) Intégrales simples :
- Propriétés d’intégrations
- Méthodes d’intégration
2) Intégrales doubles : -
- Calcul des intégrales doubles
- Changement des variables
- Calcul des aires.
3) Intégrales triples :
- Calcul des intégrales triples
- Changement des variables
- Calcul des volumes.

Chapitre 3 : Equations différentielles :
1) Equations différentielles linéaires du premier ordre.
2) Equation de Bernoulli et équation de Ricatti.
3) Equations différentielles linéaires du deuxième ordre à coefficients constants.

Chapitre 4 : Notion de probabilité statistique.

1. J.BASS: Cours de maths Tome 1et 2
2. Elie Azoulay: Cours et exercices de mathématiques Tome2
3. Démidovitch: recueil d'exercices et de problèmes d'analyse mathématiques
4. Serie schum : Analyse
5. N Piskonov Calcul différentiel et intégral Tome2

1. Equations différentielles du second ordre à coefficients constants
1. 1. Equation homogène : Régime fortement amorti, Régime critique, Régime
pseudopériodiques.
1.2 Equation avec second membre : Solution générale, cas particuliers d’un second
membre sinusoïdal.

2. Oscillations libres des systèmes à un degré de liberté
2.1 Oscillations non amorties : Oscillateur linéaire, équation différentielle de l’oscillateur
harmonique simple, pulsation propre, énergie.
2.2 Oscillations libres des systèmes amortis à un degré de liberté. Cas particulier du
frottement visqueux : Equation différentielle du mouvement, décrément logarithmique,
coefficient de qualité.

3. Oscillations forcées des systèmes à un degré de liberté
3.1 Equation différentielle du système masse-ressort-amortisseur en oscillation forcée :
3.2 Cas particulier du régime permanent sinusoïdal. Impédance mécanique. Puissance.
Résonance. Bande passante. Coefficient de qualité.

4. Oscillations libres des systèmes à deux degrés de liberté
4. 1 Système masses-ressorts en translation : Equations différentielles du mouvement.
Notion de couplage. Pulsations propres. Modes propres. Phénomène de battement.
4.2. Pendules couplés

7. Généralités sur les phénomènes de propagation
7.1 Propagation à une dimension : Equation de propagation, Solution de l’équation de
propagation, onde progressive sinusoïdale, longueur d'onde, nombre d'onde.
7.2 Modèle de la chaine linéaire

8. Ondes acoustiques dans les fluides
8.1 Equation de propagation des ondes acoustiques dans les fluides, vitesse du son.
8.2 Onde progressive sinusoïdale : pression acoustique, impédance acoustique, énergie
acoustique, intensité acoustique.
8.3 Réflexion-Transmission des ondes acoustiques en incidence normale.

9. Principes et lois de l’optique géométrique
9.1 Réflexion – Réfraction
9.2 Prisme

10. Construction des images
10.1 Stigmatisme
10.2 Dioptres plans et sphériques
10.3 Miroirs plans et sphériques

 10.4 Lentilles minces
Quelques

1. T. BECHERRAWY, Vibrations et Ondes, Tomes 1-4, Ed. Hermes-Lavoisier, (2010).
2. H. DJELOUAH, Vibrations & ondes - Cours et exercices corrigés, (Ed. Pages Bleues,

2017).
3. J. BRUNEAUX, Vibrations et Ondes, Ed. Marketing, (2010).
4. GEORGES C. KING, Vibrations and waves, (A John Wiley and Sons, Ltd., Publication,

2008).
5. S.S. RAO, Mechanical Vibrations, (University of Miami, Prentice Hall, 2011).
6. S. GRAHAM KELLY, Theory and problems of mechanical vibrations (Shaum's

outline, 1996).

Chapitre 1 : Les hydrocarbures aliphatiques et alicycliques

I- Les alcanes et cycloalcanes
I-1- Propriétés physiques des alcanes et cycloalcanes
I.2. Réactivité des alcanes et des cycloalcanes

- Réactions de combustion (complète et partielle)
- Réactions d’halogénation
I-3- Préparation des alcanes et cycloalcanes
- Hydrogénation catalytique des alcènes
- Hydrogénation catalytique complète des alcynes
- Hydrogénation catalytique de composés aromatiques
- Déshalogénation (couplage métallique avec le Zn)
- Réaction de Wurtz (couplage métallique avec le sodium)
- Réaction d’un réactif de Grignard avec l’eau
II- Les alcènes
II-1- Propriétés physiques des alcènes
II-2-Réactivité des alcènes
- Addition d’halogénures d’hydrogène (H-X)
- Hydratation en milieu acide (ou addition d’eau en milieu acide)
- Hydratation par hydroboration
- Addition de HX de type Markovnikov
- Addition de HBr de type anti-Markovnikov
- Hydrogénation catalytique (ou addition d’hydrogène, H2)
- Halogénation (ou addition d’halogènes, X2)
- Oxydation douce avec le permanganate de potassium dilué
- Oxydation forte avec le KMnO4 ou le K2Cr2O7 concentré
- Ozonolyse
- Formation d’époxydes (époxydation)
II-3-Préparation des alcènes
- Hydrogénation catalytique partielle des alcynes (réduction contrôlée des alcynes et
formation d’alcènes cis)
- Réduction contrôlée des alcynes avec le sodium métallique (formation d’alcènes
trans)
- Réactions d’élimination d’ordre 2 ou d’ordre 1
- Déshalogénation (couplage métallique avec le Zn)
III- les alcynes.
III-1- Propriétés physiques des alcynes

III-2- Réactivité des alcynes
- Addition double : HX ; X2 et H2
- Hydratation en milieu acide en présence d’un catalyseur de mercure
- Hydratation par hydroboration
- Hydrogénation catalytique partielle des alcynes (réduction contrôlée des alcynes et
formation d’alcènes cis)
- Réduction contrôlée des alcynes avec le sodium métallique (formation d’alcènes
trans).
- Oxydation et ozonolyse
- Élongation de la chaîne carbonée : Formation de l’acétylure (ou sel d’alcyne),
Réaction du sel d’alcyne avec un composé halogéné-un époxyde-un aldéhyde ou une
cétone.

III-3-Préparation des alcynes
- Déshydrohalogénation double (élimination double)
- Synthèse inorganique ; procédé industriel à partir du coke et de la chaux

Chapitre 2 : Les dérivés halogénés
I.-Propriétés physiques des dérivés halogénés
II.-Préparation des composés halogénés

- Halogénation radicalaire des alcanes
- Additions électrophiles sur un alcène : H-X ; X2
- Additions électrophiles doubles sur un alcyne : H-X, X2
- Réactions de substitution nucléophile à partir des alcools
- Substitution électrophile des aromatiques ; halogénation
III.-Réactivité des composés halogénés
- Substitution nucléophile (SN1 et SN2)
- Élimination (E1 et E2)
- Hydrogénation catalytique (substitution radicalaire)
- Réaction de Wurtz
- Formation de cycloalcanes à partir de composés dihalogénés et de zinc métallique
- Formation d’organomagnésiens (réactifs de Grignard)

Chapitre 3 : Les organométalliques
I-Préparation des composés organométalliques

- Formation d’organomagnésiens (réactifs de Grignard)
- Formation d’organolithiens
II- Réactivité des composés organométalliques (réactifs de Grignard)
- Réactions acido-basiques sur des composés ayant un proton acide
- Substitution nucléophile sur des composés halogénés R-X
- Additions nucléophiles sur des époxydes, sur des groupements carbonyles, sur des
nitriles.

Chapitre 4 : Les alcools
I-Propriétés physiques
II-Préparation des alcools

- Réactions d’addition et d’oxydation sur les alcènes : Hydratation, Hydratation par
hydroboration, Oxydation douce

- Substitution nucléophile sur un composé halogéné
-Additions nucléophiles des composés organométalliques sur les époxydes, les
aldéhydes, les cétones et les dérivés d’acides carboxyliques

- Réduction des aldéhydes et des cétones
- Hydrolyse (en milieu acide) et saponification (en milieu basique) des esters
- Réduction d’esters
III-Réactivité des alcools
- Réaction rédox avec un métal, formation des ions alcoolate
- Réactions acido-basiques avec un réactif de Grignard
- Déshydratation (réaction d’élimination)
- Réactions de substitution nucléophile ; formation de composés halogénés
-Oxydation : des alcools primaires en acides et des alcools secondaires en cétones,
des alcools primaires en aldéhydes, Synthèse de Williamson : formation d’éthers
asymétriques

Chapitre 5 : Les carbonyles : aldéhydes et cétones
I- Généralités
II-Préparation de composés carbonylés
III-Hydrogène α : tautomérie, acidité, réactions
IV-Addition nucléophile sur le carbonyle
V-Réduction des carbonyles
VI-Oxydation des carbonyles

Chapitre 6 : Les amines
I- Généralités
II- Préparation des amines
III-Réactivité des amines

Chapitre 7 : Les acides carboxyliques
I- Généralités
II- Préparation
III-Réactivité des acides carboxyliques

Chapitre 8 : Les Arènes.

Quelques

1. Chimie organique : Généralités, études des grandes fonctions et méthodes
spectroscopiques ; Nicolas Rabasso. DeBoek 2007.
2. Chimie organique ; Peter Voolhard ; De Boeck ; 2014
3. Chimie Organique ; Les grandes principes, cours, exercices et problèmes corrigés.
John Mc Murry. Dunod, Paris 2003.
4. Chimie organique et polymères. Pascal Frajman, Jean-Marc Urbain. Ed, Nathan,
2007.
5. Chimie organique, exercices Résolus - Paul Arnaud. Ed Dunod, Paris 2003.
6. Traité de chimie organique. Eric. Brown. Ed, Ellipses.1999.
7. Chimie Organique. C. Ouahes. OPU-ALGER-2003.

PARTIE THERMODYNAMIQUE

Préambule : Rappels des principales notions vues en L1

Chapitre 1 : Thermodynamique des systèmes ouverts :
1. Les fonctions caractéristiques des systèmes ouverts,
2. Notion de potentiel chimique,
3. Application à la réaction chimique.

Chapitre 2 : Affinité chimique et loi d’action de masse
1. Avancement d’une réaction
2. Grandeurs de réactions
3. Affinité chimique
4. Equilibres et conditions d’équilibres
5. Critères d’évolution d’un équilibre
6. Influence de la température

Chapitre 3 : Etude thermodynamique d’une phase homogène contenant un corps
pur

1. Introduction,
2. Relations fondamentales, Equations de Maxwell, Coefficients

thermoélastiques,
3. Transformation d’un système contenant un corps pur sous une phase

homogène : Transformations isotherme, isochore, isobare, adiabatique pour :
a. Les gaz parfaits (H, S, G, U et F),
b. Les phases condensées (H, S, G, U et F).

Chapitre 4 : Transformation de phases dans un système fermé contenant un corps
pur

1. Introduction
2. Règles des phases de Gibbs (variance d’un système),
3. Equation de Clapeyron,
4. Equation de Clausius-Clapeyron,
5. Equilibre d’ébullition,
6. Equilibre de fusion,
7. Equilibre de sublimation,
8. Diagramme d’état (PVT) d’un corps pur.

Chapitre 5 : Les gaz réels
1. Les gaz parfaits
2. Les gaz réels. Notion de coefficient de compressibilité, Ecart par rapport à la
notion de gaz parfait
3. Les équations d’état des gaz réels (van der Waals, viriel, Berthelot, Dietrici,
BWR, RK, SRK, PR, …)
4. Notion des états correspondants
5. Propriétés thermodynamiques des gaz réels. Les fonctions résiduelles,
6. Fugacité des gaz réels. Enthalpie Libre des gaz réels,
7. Expansion d’un gaz réel. Expériences de Joule et Joule-Thomson

PARTIE CINETIQUE CHIMIQUE
I- Réactions Chimiques Homogènes
Chapitre 1. Vitesse des réactions :

Mesure, expressions, ordre expérimental, moléculaire, réactions composées
influence de température.

Chapitre 2. Réactions d’ordre simple :
Détermination de l’ordre global et des ordres partiels, méthode d’intégration,
méthode différentielle, méthode d’isolement, ordre en fonction du temps et en
fonction des concentrations initiales.

Chapitre 3. Réactions composées :
Réactions opposées (inverses), parallèles et successives, réactions complexes,
combinaisons des réactions composées, Réactions complexes avec état
stationnaire des composées intermédiaires, réactions par stade, réactions en
chaînes.

Chapitre 4. Théorie de l’acte élémentaire :
Théorie des collisions, réaction pseudo mono moléculaire, théorie du complexe
activé, énergie d’activation, sa mesure ; activation photochimique.

II – Réactions Chimiques Hétérogènes
Chapitre 5. Catalyse hétérogène :

Adsorption physique et chimisorption, Etudes physico-chimiques des catalyseurs,
mécanismes d’action, cinétique de catalyse ; Influence de la température.

Chapitre 6. Réactions hétérogènes :
Méthodes d’étude, Loi de la nucléation, Phénomène de diffusion, Cinétique d’une
réaction d’ordre 2, Cinétique d’une réaction par polarimétrie, détermination

 d’une énergie d’activation, Caractérisation physique des catalyseurs par
adsorption, Adsorption d’un soluté sur solide, Cinétique d’une réaction.

Quelques

1. Thermodynamique, Jean Vidal, Ed. Technip.
2. Thermodynamique : Principes et Applications. P. Infelta, M. Graetzel,. Ed. Brown Walker
Press.
3. The Bases of chemical thermodynamics: Volumes 1 & 2., M. Graetzel, P. Infelta, Ed.
Universal Publishers.
4. Thermodynamique. Cours et problèmes, H.C. Van Ness et M.M. Abbott, Série Shaum, Ed. Mc
Graw-Hill.
5. Thermodynamics of gases and liquids, B.E. Poling, J.M. Prausnitz et J.P. O’Connell, Ed.
McGraw-Hill.
6. The properties of gases and liquids, R.C. Reid, J.M. Prausnitz et B.E. Poling, Ed. McGraw-Hill.
7. John M. Prausnitz & Rudiger N. Lichtenthaler. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase
Equilibria. Ed. Prentice Hall International Series.
8. Peter Atkins. Thermodynamique. Ed. De Boeck.
9. Peter Atkins. Chimie Physique. Ed. De Boeck.

Quelques références bibliographiques :

1- Chimie physique. Cours Paul Arnaud Dunod. Chap 26, 27 et 28.
2- Thermodynamique et équilibre chimique. Cours et exercices résolus. Chap 4:
Avancement de la réaction. Dunod
3- Thermodynamique et cinétique chimique Chap 5 et 6. B. Baharmast, R. Barlet et J.
Bouteillon. Collection "comprendre et approfondir la chimie". Dunod.
4- Exercices résolus de chimie physique. Chap 8. Paul Arnaud. Dunod
5- Chimie générale Chap 12. P. Atkins. inter édition rock.
6- Elément de cinétique et de catalyse. Chapitre 12-18. B. Frémaux. Technique et
documentation. Lavoisier. Paris, 1989.
7- Introduction à la cinétique chimique. R. Ben Aïm, M. Destriau. Dunod Paris 1967.
8- Problèmes de cinétique chimique avec solutions détaillées et rappel de cours. J.C
Déchaux, L. Delfoxe et J.P Sauwerysyn. Masson, Paris, 1980.
9- Chimie générale. Cinétique chimique. G.Pannetier et P. Souchay. Masson, Paris
1964.
10- Cinétique chimique et structure de la matière (exercices). P.Morlaës et J. C
Morlaës. Vuibert.
11- Cinétique chimique : éléments fondamentaux. Michel Soustelle. Lavoisier.

Chapitre 1. Généralités sur les solutions :
1.1. Définition d’une solution.
1.2. Concentrations des solutions (Expressions et unités).

Chapitre 2. Equilibres en solution :
1.1. Equilibre homogène et équilibre hétérogène.
1.2. La constante d’équilibre.
1.3. Les facteurs d’équilibre.
1.4. Principe de Le CHATELIER.

Chapitre 3. Solutions ioniques. Acides et Bases :
3.1 La dissociation ionique (L’équilibre de dissociation (L’auto - ionisation de l’eau.)
3.2 Produit ionique de l’eau.
3.3 Généralités sur les acides et les bases (Définitions. Conséquences de la définition
de BRONSTED).
3.4 Forces des acides et des bases.

Chapitre 4. pH des acides et des bases :
4.1 La notion de pH.
4.2 Calcul du pH d’un acide ou d’une base.
4.3 Hydrolyse des sels
4.4 pH du mélange d’un acide faible et sa base conjuguée
4.5 Solutions tampons
4.6 Indicateurs colorés
4.5 Neutralisation d’un acide par une base.

Chapitre 5. Oxydo-réduction :
2.1 Les notions d’oxydo-réduction et réduction.
2.2 Nombre d’oxydation d’un élément.
2.3 Détermination des coefficients des réactions d’oxydo-réduction.

Chapitre 6. Sels peu solubles en solution.
5.1 Etude des sels peu solubles (Définitions. Solubilité de sels. Produits de solubilité).
5.2 Déplacement de l’équilibre de solubilité

Quelques

1. Précis de chimie, Solutions aqueuses, cours, exercices résolus, J. mesplede ; J. l.
queyrel, 1987 .
2. Chimie analytique : Chimie des solutions
Martine Beljean-Leymarie, Jean-Pierre Dubost, Martine Galliot-Guilley Edition
MASSON, 2006 .
3. Chimie des solutions. Avec 500 exercices corrigés. Kotz, Treichel Jr de boeck
2006.

Chapitre 1 : Fondements de la mécanique quantique (4,5h)
Concept de la quantification (Rayonnement du corps noir, Effet photo-électrique
Modèle de Bohr) ; Dualité Onde-Corpuscule ; Fonction d’onde et équation de
Schrödinger ; Principe d’incertitude D’Heisenberg ; Postulats de la mécanique
quantique ; Principe de Pauli pour les électrons.

Chapitre 2 : Modèle du puits de potentiel infini (3h)
- Modèle du puits de potentiel infini PPI et quantification de l’énergie
- Etude de la structure électronique des polyènes linéaires

Chapitre 3 : Atome d’hydrogène (4,5h)
- Hamiltonien en coordonnées cartésiennes et en coordonnées sphériques
- Résolution de l’équation de Schrödinger indépendante du temps
- Nombres quantiques n, l et m et orbitales atomiques nlm.

Chapitre 4 : Systèmes à plusieurs électrons (4,5 h)
- Hamiltonien d’un atome poly-électronique
- Théorème des électrons indépendants
- Règles empiriques de Slater
- Calcul des énergies atomiques et des orbitales de Slater

Chapitre 5 : Les méthodes d’approximation (3h)
- Principe de la méthode des perturbations (atome d’hélium)
- Principe de la méthode des variations (atome d’hélim, ion moléculaire H2+)

Chapitre 6 : Diagrammes des orbitales moléculaires (3h)
- Diagrammes des molécules diatomiques homo- et hétéro-nucléaires
- Diagrammes des molécules poly-atomiques
- Orbitales moléculaires liantes, anti-liantes et non-liantes

Quelques

1- Ballentine, L. E., Quantum Mechanics: A Modern Development, World Scientific,
1998.
2- Griffiths, D. J., Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, 1995.

3- Helgaker, T., P. Jorgensen, and J. Olsen, Molecular Electronic-Structure Theory,
Wiley, 2000.
4-Johnson, C. S., and L. G. Pedersen, Problems and Solutions in Quantum Chemistry and
Physics,

Addison- Wesley, 1974.
5-Lowe, J. P., and K. Peterson, Quantum Chemistry, 3rd ed., Elsevier Academic Press,
2006.
6- McQuarrie, D. A., Quantum Chemistry, 2nd ed., University Science, 2008.
7-Messiah, A., Quantum Mechanics, vols. 1 and 2, Halsted, 1963; Dover, 1999.
8- Offenhartz, P. O’D., Atomic and Molecular Orbital Theory, McGraw-Hill, 1970.
9- Pilar, F. L., Elementary Quantum Chemistry, 2nd ed., McGraw-Hill, 1990; Dover,
2011.
10- Yarkony, D. R., ed., Modern Electronic Structure Theory, World Scientific, 1995.

Objectifs
L'objectif de l'enseignement de la cristallographie géométrique est de donner aux étudiants de
solides bases en cristallographie, indispensables pour aborder ensuite ses applications à la
caractérisation structurale par la diffraction des rayons X, essentiels pour déterminer et exploiter
les structures cristallines.

Connaissances préalables recommandées
Chimie générale, Chimie inorganique, Mathématiques (Géométrie dans l'espace, Algèbre
linéaire). Ces connaissances permettront de mieux appréhender les concepts avancés de la
cristallographie géométrique, tels que les groupes d'espace et les symétries cristallines

Contenu de la matière

1. Les notions de base de la cristallographie
- Introduction (les trois états de la matière, solide cristallin et solide amorphe)
- Définitions (cristallographie, cristal)
- Réseau direct
• Maille (différents types de maille, multiplicité et volume)
• Réseau cristallin
• Motif
• Structure cristalline
• Rangée
• Plan réticulaire
- Réseau réciproque
- Calcul de distances inter réticulaires des différents systèmes cristallins
- Zone de Brillouin

2. La symétrie dans les cristaux
- Introduction
- Symétrie d’orientation
• Opérateurs directs : Translation, Rotation
• Opérateurs inverses
• Réflexion
• Représentation symbolique et matricielle
• Les 32 groupes ponctuels décrivant les symétries d’orientation des cristaux
• Recherche des sept classes holoèdres

Licence Chimie Inorganique
 • Les sept géométries de mailles
- Symétrie de position

• Les axes hélicoïdaux
• Les plans de glissements
- Classification en sept systèmes cristallins
- Représentation stéréographique des 32 groupes ponctuels de symétrie
- Les 14 réseaux de Bravais
3. Groupes d’espace
• Définition, notation et types de groupes d’espace
• Projection de maille de quelques groupes d’espace des systèmes triclinique
monoclinique, orthorhombique et quadratique.
• Nouvelle notation de quelques groupes d’espace

- Crystallography and Crystal Chemistry, F. Donald Bloss. Édit : Mineralogical Society of

America
- Introduction to Crystallography, Donald E. Sands. Édit : Dover Publications
- Cristallographie géométrique et radiocristallographie. Jean-Jacques Rousseau et Jean-

Pierre Auffrédic. Édit : Dunod
- Fundamentals of Crystallography, C. Giacovazzo, H. L. Monaco, G. Artioli, et al. Édit:

Oxford University Press
- International Tables for Crystallography (Volume A: Space-Group Symmetry). Édit :

International Union of Crystallography (IUCr)
- Cristallographie : Géométrie et réseaux, Jean-Louis Vigneresse. Édit : EDP Sciences
- La Cristallographie : De la théorie à la pratique. René Guinebretière. Édit : Presses des

Mines

Licence Chimie Inorganique

1. Symétrie moléculaire
- Introduction
- Operations de symétrie d'une molécule
- Groupes ponctuels de symétrie
- Propriétés des groupes ponctuels
• Combinaisons d'opérations de symétrie
• Définition mathématique d'un groupe ponctuel
- Rappels sur les matrices : Matrices inverses et déterminants et matrices de
transformations
- Représentation matricielle d'un groupe
- Caractères de la représentation
- Représentation matricielle et réduction de la représentation
• Représentation matricielle
• Réduction de la représentation et représentations irréductibles
- Tables de caractères
- Orthogonalité et réduction de représentation

2. Structures électroniques moléculaires
- Orbitales moléculaires
• Approximations l’équation de Schrödinger (Rappels)
• Hamiltonien électronique et nucléaire (Born-Oppenheimer)
• Méthode LCAO
- Structure des molécules
• Orbitales moléculaires en chimie organique, méthode des fragments.
• Principe général
• Géométrie de fragments Hn et molécules AHn (n =2,3,4). Diagramme de Walsh.

1. P.W. Atkins and R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th edition, Oxford University
Press, 2005
2. Cotton, Chemical Applications of Group Theory, Wiley, NY 1990.
3. Paul H. Walton (traduit par F. X. Sauvage), Chimie et théorie des groupes, de Boeck,
Bruxelles 2001.

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1. Rappel sur les structures métalliques (empilements et sites)
2. Les structures ioniques (binaires : AB, AB2, A2B; ternaires: pérovskite ABO3 et

spinelle AB2O4).
Energie réticulaire dans les structures ioniques
3. Les structures covalentes et intermédiaires.
4. Les structures moléculaires.
5. Défauts ponctuels

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1. Introduction

- Caractérisation d'une radiation électromagnétique
- Régions du spectre électromagnétique
- Interaction lumière-matière
- Représentation du spectre
- Intensité et largeur des raies spectrales
2. Spectroscopie UV-visible
- Domaine énergétique
- Transitions électroniques
- Spectre UV-visible
- Règles de Woodward-Fieser et Scott
3. Spectroscopie infra-rouge
- Domaine énergétique
- Principe d’absorption IR
- Vibrations moléculaires
- Spectre IR et analyse spectrale
4. Spectroscopie Raman
- Effet Raman
- Principe de diffusion Raman
- Spectre Raman
- Détermination structurale par spectroscopie infra-rouge et Raman
5. Spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du proton
- Magnétisme nucléaire
- Relaxation et spectre RMN
- Principales caractéristiques du signal RMN
- Couplage spin-spin
- Résolution du spectre RMN
- Détermination structurale par spectroscopie RMNH

- P.W. Atkins, Physical Chemistry, Freeman, N.Y 10th edition 2014.
- P. Larkin, Infrared and Raman spectroscopy: Principles and Spectral Interpretation,
Elsevier
- Oxford, 2011.
- D. L. Pavia, G. M. Lampman, G. S. Kriz, J. R. Vyvyan, Introduction to spectroscopy,
Cengage
- India, Washington, 2009.

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- F. Rouessac, A. Rouessac, D.Cruché, Méthodes et techniques instrumentales modernes,
Dunod,

- Paris, 2004.

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1. Introduction

- La Chimie de Coordination
- Frontières de la chimie organométallique
- Historique de la chimie organométallique
- Tendances actuelles

2. Classification des composés organométalliques
- Les éléments de transitions
- Les postulats d’Alfred Werner
- Complexes labiles et complexes inertes
- Nomenclature des ligands et des complexes
- Les ligands et notions d’orbitales frontières
- Ligands monodentates et polydentates

3. Les complexes monométalliques
- Les caractéristiques du métal de transition
- Le Nombre d'Electrons de Valence
- Le Nombre d'Electrons non liants
- Le Nombre d'oxydation
- La Coordinence
- Hapticité des ligands et écriture linéaire des complexes
- Règle des 18 électrons : Tendance et exception

4. Les complexes bimétalliques
- Liaison M-M dans les composés bimétallique
- Description générale des liaisons M-M et notions d’orbitales métalliques
- Les liaisons simples
- Les liaisons doubles
- Les liaisons triples
- Les liaisons quadruples
- Règles de comptage électroniques des complexes poly-métalliques

5. Les métaux hybrides
- Métaux carbonyles
- Métaux alkyles
- Métaux hydrures

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1. Inorganic Chemistry by Catherine E. Housecroft and Alan G. Sharpe, Pearson Education
Limited, Second Edition 2005.
2. Chimie organométallique par D. Astruc, EDP Science, 2000.

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Huckel et EHT
1. Méthode de Hückel

- Liaisons π et conjugaison
- Méthode et Approximations de Hückel simple pour le calcul des orbitales π
- Principe et notations. Exemple : éthylène, butadiène, allyle
- Application au calcul de propriétés moléculaires. Grandeurs accessibles
- Une utilisation simplifiée de la symétrie. Exemple du butadiène et du benzène.
- Molécules cycliques conjuguées
- Aromaticité : règle de Hückel. Notions d’anti- et non-aromaticité.
- Construction géométrique du diagramme orbitalaire (méthode de Frost et al.)
2. Méthode de Hückel étendue ou EHT (Extended Huckel Theory, R. Hoffmann 1963)
- Approximation de la méthode EHT
- Equation et matrice séculaire dérivée HC=SCE de la méthode EHT
- Evaluation des éléments matriciels Hst et Sst.
- Analyse de Population de Mulliken, charge et population nettes
- Indices de liaisons et population orbitalaire.
- Exemples d’application le méthane CH4.
- Notions de réactivité.

P.W. Atkins and R. Friedman, Molecular Quantum Mechanics, 5th edition, Oxford University
Press, 2005

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1. Introduction
- Problématique de la science des matériaux,
- Les différentes classes de matériaux,
- Le cycle de vie d'un matériau,
- Le recyclage et domaines d'application des matériaux.

2. Les céramiques
- Céramiques traditionnelles ou aluminosilicatées.
• Les matières premières et leur préparation
• L'aspect rhéologique des pâtes et des barbotines. La définition de la floculation
ainsi que les différents paramètres influençant la floculation ;
• La mise en œuvre des céramiques (pressage, coulage, extrusion,...) et étude
thermodynamique de l'étape de séchage ;
• L'étape de cuisson avec l'apparition du mellite et le phénomène de frittage
• Les domaines d'application des céramiques traditionnelles.
- Céramiques techniques.
• Les différentes méthodes de synthèse : réactions solide-solide, solide-liquide,
solide-vapeur, précipitations, réactions en phase vapeur, dépôt sous forme de
films ;
• Les propriétés développées par les céramiques : anti-abrasion, mécaniques,
électriques, supraconductrices, ...

3. Le ciment
- Les matières premières intervenant dans les ciments.
- La nomenclature utilisée par les cimentiers et la chimie intervenant dans la fabrication
du ciment
- La théorie des colloïdes intervenant dans le processus de prise d'un ciment ; -
présentation des autres ciments existants (ciments aux cendres volantes, ciments
blancs, ciments à haut module de Young,

4. Les verres
- Définition courante et scientifique du mot verre.
- La genèse de l'état vitreux et les différents modèles expliquant cet état.
- Les matières premières des verres (formateur de réseau, fondants, modificateurs, ...).
- Les propriétés des verres ainsi que les façons de mesurer ces différentes propriétés
(transparence, absorption, résistance mécanique, électrique, ...).

Licence Chimie Inorganique
 - Les différents verres synthétisés pour différentes applications (du verre à vitre au verre
au plomb, en passant par les écrans de cristaux liquides, les lentilles, ...).

- Les différents types de fours à verre ainsi que les différentes mises en œuvre (verre
plat, verre creux, verre bombé ...) ; - le renforcement des verres (trempe, recuisson,
feuilletage, gainage (fibres de verre).

5. Transformations de phases

Licence Chimie Inorganique

Objectifs:
L'enseignement de la Radiocristallographie en Licence 3 Chimie Inorganique vise à fournir aux
étudiants une compréhension approfondie des principes de base de la diffraction des rayons X
et de ses applications dans l'étude des matériaux cristallins. Les objectifs incluent la maîtrise
des concepts théoriques, l'apprentissage des techniques expérimentales et la capacité à
interpréter des diagrammes de diffraction.
Connaissances préalables recommandées (descriptif succinct des connaissances requises
pour pouvoir suivre cet enseignement)

Cristallographie géométrique, Physique de base

Contenu de la matière

1. les Rayons X
- Introduction
- Définitions des RX
- Découverte des RX
- Production des RX
- Spectre des RX
- Absorption des RX
- Transmission des RX
- Diffusion des RX
- Détection des RX
- Puissance et rondement d’un tube à RX
- Dangers et protection des RX

2. Le phénomène de la diffraction et intensités diffractées
Partie 1 : Le phénomène de la diffraction
- Introduction
- La diffusion
- Les Conditions de la diffraction
• Condition de Laue
• Condition de Bragg
• Condition d’Ewald

Partie 2 : Intensités diffractées et Facteur de structure
- Introduction
- Intensités diffractées
- Facteur de diffusion

Licence Chimie Inorganique
 - Facteur de structure
- Application du facteur de structure dans la détermination :

• Les modes de réseau (A, B, C, I et F).
• Les éléments de symétrie (plans de glissement et axes hélicoïdaux)

3. Les méthodes de la diffraction des Rayons X
Partie 1 : Les méthodes de poudre cristalline
• Introduction
• Préparation de l’échantillon
- La méthode de la Debye-Scherrer
• Principe
• Utilité
- Diffractomètre de poudre
• Principe
• Utilité
• Application du diagramme de poudre
▪ Cas d’une phase
▪ Cas de deux phases
- Méthode de Guinier-De-Wolf et Gunier de Lenné
• Principe
• Utilité
Partie 2 : Les méthodes des monocristaux
• Introduction
• Macle
- La méthode du Cristal tournant
• Principe
• Utilité
- La méthode Weissenberg
• Principe
• Utilité
- La méthode Laue
• Principe
• Utilité
- La méthode de la Précession
• Principe
• Utilité
- La méthode du quatre cercles
• Principe
• Utilité

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- Cristallographie géométrique et radiocristallographie, Jean-Jacques Rousseau et Jean-
Pierre Auffrédic. Éditeur : Dunod

- Principes de cristallographie. E. Flint 3ème édition
- Cristallographie géométrique. Millot Nadine, Nièpce Jean-Claude.
- Fundamentals of Crystallography, C. Giacovazzo, H. L. Monaco, G. Artioli, et al. Édit

: Oxford University Press
- Introduction to Crystallography, Donald E. Sands. Édit: Dover Publications
- Elements of X-ray Diffraction, B. D. Cullity et S. R. Stock. Édit : Pearson
- X-ray Diffraction by Polycrystalline Materials. René Guinebretière. Édit : Wiley-ISTE
- Modern Powder Diffraction, David L. Bish et J. E. Post (éditeurs). Édit: Mineralogical

Society of America
- Single Crystal Structure Analysis, Yoshio Saito et Hiroshi Matsumoto. Édit : Springer
- X-ray Diffraction Procedures, Harold P. Klug et Leroy E. Alexander. Édit : Wiley

Licence Chimie Inorganique
Semestre 6 -
UE : Méthodologie
Matière : TP chimie de surface
Contenu de la matière

1. Méthodes de déterminations des tensions superficielles.
2. Détermination expérimentale de la variation de la tension superficielle en fonction de

la température.
3. Détermination expérimentale de la variation de la tension superficielle d’un liquide en

fonction de la concentration de tensioactif ajouté
4. Détermination de la surface spécifique d’un solide poreux (BET)
Mode d’évaluation : Continu et Examen
Références Bibliographiques

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