Durée
50h Th
Nombre de crédits
| Master en sciences chimiques, à finalité | 5 crédits |
Enseignant
Coordinateur(s)
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue française
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Le cours est constitué de deux parties: chimie de coordination (I) et nanostructures (II)
(I) La partie du cours relative à la chimie de coordination est consacrée à l'étude des propriétés physico-chimiques des composés de coordination. Après une introduction générale retraçant l'historique et jetant les bases de la chimie de coordination moderne, les propriétés électroniques, magnétiques et optiques des complexes sont discutées en faisant appel à la mécanique quantique. Ensuite, dans le chapitre final, quelques applications catalytiques importantes des composés de coordination en synthèse organique ainsi que dans les systèmes enzymatiques et en médecine humaine sont présentées.
Table des matières:
- Chapitre 1: Formation des complexes métalliques
- Chapitre 2: Structures électroniques des complexes
- Chapitre 3: Propriétés magnétiques des complexes
- Chapitre 4: Propriétés optiques des complexes
- Chapitre 5: Catalyse par des complexes de coordination
(II) La partie nanostructures du cours abordera ces phénomènes physico-chimiques particuliers (effets de taille et de confinement, thermodynamique, magnétisme, propriétés optiques, effets quantiques et réactivité chimique des nanostructures).
Le cours donnera également un aperçu critique de l'évolution du monde des "nanotechnologies". Au début des années 2000, le lobbying des chimistes du domaine des matériaux a détourné la définition pour l'appliquer à tous les objets dont au moins une des dimensions est inférieure à 100 nm. Cette définition élastique a le désavantage d'englober des objets dont les propriétés physico-chimiques ne diffèrent pas, ou peu, de celles des matériaux macroscopiques. On nous promet des nanorobots et des matériaux intelligents révolutionnaires. Entre marketing médiatico-scientifique, et véritable évolution et convergence des sciences traditionnelles, ce cours donnera un éclairage averti sur les avancées réelles et les enjeux scientifiques.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
(I) Au terme de ce cours, l'étudiant sera capable de:
- comprendre les fondements de la physico-chimie des complexes de coordination,
- prévoir les propriétés électroniques, magnétiques et optiques de ces composés,
- expliquer leur activité catalytique.
Savoirs et compétences prérequis
(I) Notions de chimie quantique, de théorie des groupes, de spectroscopie moléculaire, de chimie organométallique et de chimie inorganique.
(II) Bonnes connaissances en chimie-physique.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
(I) Treize cours de 2 h chacun seront donnés durant le premier quadrimestre. A la demande des étudiants, quelques unes de ces séances pourront être consacrées à la résolution des exercices figurant dans les notes de cours.
(II) Apprentissage par problèmes: 8 séances de 2 h au cours desquelles les étudiants résolvent en groupe les questions et préparent des présentations.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel
Explications complémentaires:
Voir ci-dessus
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours
(I) Des notes de cours détaillées comportant des exercices récapitulatifs sont disponibles sous forme de fichiers pdf depuis le portail des étudiants ou via le site web http://www.lcfi.ulg.ac.be/coord/. La plupart des chapitres ont été rédigés en français. La dernière partie plus descriptive est toutefois proposée en anglais pour souligner l'importance de cette langue dans le monde scientifique moderne et pour mieux faire la liaison avec le cours de chimie organométallique de troisième bachelier, dont elle est le prolongement naturel.
(II) Transparents du cours mis à disposition des étudiants sur e-Campus. Références citées dans les transparents.
Livre:
Nanosciences: The invisible revolution, by C. Joachim and L. Plevert. World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 2009.
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite ET évaluation orale
Explications complémentaires:
(I) Un examen écrit d'une durée de 3 h sera organisé durant la session de janvier. Il pourra être suivi d'un bref examen oral optionnel d'une durée de 15 minutes, où l'étudiant aura la possibilité d'expliquer et d'argumenter les réponses données par écrit. La consultation des notes de cours, d'un aide-mémoire portant sur la théorie des groupes et de toutes autres notes personnelles manuscrites est autorisée pendant l'évaluation. A l'exception éventuelle d'une calculatrice non programmable, l'utilisation de tout appareil électronique (téléphone, ordinateur, tablette, caméra,...) est strictement interdite pendant les examens.
(II) Evaluation des travaux réalisés par les étudiants
En fonction de l'évolution du contexte COVID, le mode d'évaluation pourra être adapté.
Stage(s)
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
Contacts
(I) Prof. Lionel Delaude
Institut de chimie organique
Bâtiment B6a, local 3.70c
Tél: (04) 366-3496
E-mail: l.delaude@uliege.be
(II) Prof. A.-S. Duwez
Department of Chemistry
B6a, local 4/10
Sart-tilman, 4000 Liège
E-mail: asduwez@uliege.be