2019-2020 / 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
  • principes des spectroscopies de résonance magnétique nucléaire bidimensionnelles
(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

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 ; enseignement à distance)

Cours théorique : leçons de 2 heures par semaine organisées au premier quadrimestre selon un horaire remis aux étudiants en début d'année.
Répétitions : des séances d'exercices portant sur la matière vue au cours théorique seront organisées selon un horaire à transmettre aux étudiants. Celui-ci est également disponible sur le site web de la Faculté des Sciences: https://www.sciences.uliege.be/cms/c_4007918/fr/facsc-horaires

 

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

Une interrogation dispensatoire d'exercices sera organisée pendant le 1er quadrimestre. Les modalités de dispense seront communiquées aux étudiants au début du cours.
Un examen écrit d'exercices (pour les étudiants non dispensés) 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

Contacts

Bernard Leyh, Laboratoire de Dynamique Moléculaire, Bâtiment B6c, Bureau R77, Tél.:04/3663425, E-Mail: Bernard.Leyh@uliege.be
Assistant:
Vincent Natalis, vincent.natalis@uliege.be, Tél. : 04/3663335

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin

Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance

Sans objet: cours du 1er quadrimestre

Matière de l'évaluation

Evaluation réalisée en janvier 2020

Méthodes d'évaluation

Evaluation réalisée en janvier 2020

Contact

Bernard.Leyh
Bernard.Leyh@uliege.be

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept

Matière de l'évaluation

Chapitres 1 à 10: théorie et exercices

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

Examen écrit d'exercices à distance à livre ouvert. La plateforme "TEST" de e-campus sera utilisée pour transmettre les questions. Les étudiant.e.s devront transmettre à l'assistant responsable et au titulaire du cours leurs résolutions (scannées ou photographiées avec une qualité suffisante) à l'issue d'une période de 3h30' (délai d'envoi: 30 minutes). Le nombre de questions sera adapté aux circonstances pour que le temps ne soit pas un facteur limitant.
Examen oral à distance (visio-conférence, 45 minutes maximum par personne) à livre ouvert avec une courte période de réflexion préalable ne dépassant pas 20% de la durée totale de l'examen. Les étudiant.e.s devront être capables d'expliquer les concepts et les différentes étapes des raisonnements présentés au cours et de répondre à des sous-questions destinées à évaluer leur degré de compréhension de la matière. Les étudiant.e.s recevront par mail un lien Blackboard Collaborate et une heure de passage. La caméra de l'étudiant.e devra être activée pendant l'examen. Un lien Lifesize sera également fourni pour pallier un problème technique éventuel.

Contact(s)

Bernard.Leyh@uliege.be
Tél: 04/3663425 (redirigé vers mon téléphone portable en cas d'absence du bureau)