2023-2024 / CHIM9288-1

Spectroscopie et éléments de thermodynamique statistique

Durée

30h Th, 20h REPE

Nombre de crédits

 Bachelier en sciences chimiques4 crédits 

Enseignant

Bernard Leyh

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

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 consiste en deux parties:

(i) Spectroscopie: il s'agit de la continuation du cours introductif de bloc 2 de bachelier. Le cours s'appuie sur les notions de mécanique quantique vues en bloc 2 dans le cours de chimie théorique du Professeur F. Remacle. Les sujets suivants sont abordés:

  • interaction entre le rayonnement électromagnétique et la matière
  • principes et applications des lasers
  • spectroscopie atomique
  • spectroscopie rotationnelle
  • spectroscopies vibrationnelles infrarouge et Raman
  • spectroscopie moléculaire électronique
(ii) Introduction à la thermodynamique statistique:

  • Postulats fondamentaux et statistique de Maxwell-Boltzmann
  • Statistiques quantiques: Fermi-Dirac et Bose-Einstein
  • Applications de la statistique de Maxwell-Boltzmann
  • Théorie de l'état de transition en cinétique chimique

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Au terme du cours, les étudiants doivent être capables (i) d'expliquer les fondements théoriques des diverses approches présentées dans le cours, (ii) de choisir la méthode spectroscopique adéquate en fonction de l'information recherchée, (iii) d'interpréter différents types de spectres atomiques et moléculaires de complexité moyenne et (iv) d'utiliser les outils de la thermodynamique statistique pour calculer des fonctions d'état et des constantes d'équilibre.

Savoirs et compétences prérequis

Le cours se base sur les notions essentielles de mathématiques générales, de physique générale, de chimie générale et de chimie physique enseignées en première et deuxième années de chimie à l'ULiège.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Des séances de résolution d'exercices destinées à favoriser une compréhension plus approfondie et une meilleure intégration des notions théoriques sont organisées en parallèle avec le cours théorique.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

Cours théorique : leçons de 2 heures par semaine organisées au premier quadrimestre selon l'horaire disponible sur CELCAT: https://www.sciences.uliege.be/cms/c_4007918/fr/facsc-horaires

Répétitions : des séances d'exercices portant sur la matière vue au cours théorique seront organisées selon un horaire également disponible sur CELCAT.


 

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Des copies des présentations powerpoint seront accessibles aux étudiants. Les ouvrages suivants peuvent être utilisés comme références:
R. Kakkar, Atomic and Molecular Spectroscopy: Basic Concepts and Applications, Cambridge University Press (Cambridge, UK, 2015)
M. J. Hollas, Modern Spectroscopy, Wiley, 4th ed.,  (Chichester, UK, 2004)
 

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes ) ET évaluation orale


Explications complémentaires:

Un examen écrit d'exercices et un examen oral de théorie auront lieu en session de janvier. Une seconde session est organisée en août-septembre.
La moyenne générale tiendra compte des différentes évaluations réalisées.

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Contacts

Bernard Leyh, Laboratoire de Dynamique Moléculaire, Bâtiment B6c, Bureau R77, Tél.:04/3663425, E-Mail: Bernard.Leyh@uliege.be

Assistant:

Vincent Natalis, Bâtiment B6c, Bureau 2/7 (2e étage, aile nord), vincent.natalis@uliege.be, Tél. : 04/3663335

Association d'un ou plusieurs MOOCs