2021-2022 / CHIM0728-1

Conception, structure et réactivité d'architectures chimiques

Durée

50h Th

Nombre de crédits

 Master en sciences chimiques, à finalité5 crédits 
 Master en sciences chimiques5 crédits 

Enseignant

Lionel Delaude, Anne-Sophie Duwez

Coordinateur(s)

Anne-Sophie Duwez

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 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

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.
Autonomie d'apprentissage. Recherche personnelle d'information. Auto-questionnement. Gestion du temps. Discernement entre information essentielle et détails pointus. Développement de l'esprit de synthèse. Développement de l'esprit de collaboration/travail en groupe.

Savoirs et compétences prérequis

Notions de chimie quantique, de théorie des groupes, de spectroscopie moléculaire, de chimie organométallique et de chimie inorganique.
Bonnes connaissances en chimie-physique.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

 (II) Apprentissage par problèmes.
      

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

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel


Explications complémentaires:

(I) Treize cours de 120 minutes 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) 8 séances de 2h au cours desquelles les étudiants résolvent en groupe les questions et préparent des présentations.
 

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 sera suivi le jour même ou le lendemain 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

Contacts

(I) 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