Majeure en chimie

Structure du programme

Liaison chimique : notions importantes pour les composés des éléments des groupes principaux. Chimie descriptive de l'hydrogène, oxygène, azote et d'autres éléments chimiques représentatifs. Structure et propriétés des composés de ces éléments.

Structure, nomenclature et stéréochimie des molécules organiques simples. Réactivité des molécules organiques et parcours réactionnels. Introduction au dessin des mécanismes réactionnels de base.

Structure, nomenclature et stéréochimie des molécules organiques. Explication de la réactivité des molécules organiques à l’aide de la théorie orbitalaire. Compréhension avancée des mécanismes réactionnels.

Notions sur les propriétés de gaz ainsi que sur les trois principes de la thermodynamique. Mise en contexte de ces trois principes à l’aide des notions de base en thermodynamique statistique, incluant des éléments de mécanique statistique.

Notions de transformation des corps purs, de diagrammes de phases des corps purs et des mélanges, d’équilibres chimiques, de cinétique chimique, d’interactions moléculaires et de chimie des surfaces.

Initiation aux travaux pratiques intégrés de chimie analytique, inorganique, organique et physique. Santé et sécurité en chimie.

Travaux pratiques intégrés de chimie analytique, minérale, organique et physique. Introduction aux mesures et traitements des données (logiciels informatiques et bibliographie).

Notions de spectroscopie pour l’interprétation spectrale et la quantification de molécules. Les principes de fonctionnement des outils spectroscopiques. Résolution de problèmes analytiques et d’identification de molécules à partir de spectres.

Notions de communication et perspectives de carrières en chimie : recherche d’information scientifique, les outils de communication et informatiques pour la chimie, le travail d’équipe en respect avec l’équité, la diversité et l’inclusion.

Notions quantitatives scientifiques (mathématiques et physiques) nécessaires pour un parcours en chimie. Développement des compétences pour collecter, traiter et analyser des résultats théoriques et expérimentaux.

Les principes des équilibres chimiques seront appliqués aux eaux naturelles, aux sols et à la biosphère aux fins de la compréhension des processus naturels en opération et des principales perturbations résultantes de certaines activités humaines.

Travaux pratiques intégrés de chimie analytique et physique. Équilibres de phases, études physicochimiques des gaz. Méthodes d'analyses électrochimiques. Analyses spectroscopiques. Chromatographie gazeuse et liquide. Tension de surface.

La chromatographie analytique et la spectrométrie de masse. Principes de séparation. Techniques chromatographiques et d'électrophorèse capillaire. Spectrophotométrie atomique. Problèmes analytiques.

Structure, nomenclature et stéréochimie de molécules organiques complexes. Réactivité de molécules organiques avec multiples groupements fonctionnels. Compréhension avancée du contrôle orbitalaire de la réactivité moléculaire.

Diverses expériences hebdomadaires de la synthèse moléculaire (chimie organique et inorganique) dans un laboratoire moderne. Utilisation des techniques analytiques et spectroscopiques modernes.

Notions fondamentales de la mécanique quantique et mises en contexte de ces dernières dans l’étude de l'interaction entre radiation et molécules. Fondements de la spectroscopie rotationnelle et vibrationnelle.

Notions de l'organisation chimique dans les systèmes biologiques. Structure, propriétés physiques, réactivité, analyse et applications des biomolécules. Introduction aux domaines de la chimie biophysique, bioanalytique, bioorganique, bioinorganique.

Métabolisme des nucléotides. Structure de l'ADN, de l'ARN, de la chromatine et des chromosomes. Réplication, dégradation, mutation, réparation et recombinaison de l'ADN. Code génétique. Mécanismes de l'hérédité. Maladies génétiques.

Biochimie descriptive et métabolisme intermédiaire des glucides, lipides, protides et acides nucléiques. Enzymes et coenzymes. Bioénergétique, photosynthèse. Régulation du métabolisme intermédiaire.

Évolution de la cellule, composition chimique de la cellule, membrane plasmique, organelles cytoplasmiques, tri intracellulaire, cytosquelette, noyau et division cellulaire.

Compréhension des principes fondamentaux de la théorie de l’électrochimie. Notions appliquées aux concepts de catalyse, et de conversion et stockage d’énergie. Établir des liens entre les matériaux et les concepts fondamentaux.

Chimie de coordination et chimie organométallique. Liaisons métal-ligand par les orbitales moléculaires et par la théorie du champ des ligands. Propriétés magnétiques des complexes métalliques. Liaisons métal-carbone.

Diverses expériences hebdomadaires de la synthèse moléculaire multi-étapes, la catalyse et des matériaux dans un laboratoire moderne. Utilisation des analytiques et spectroscopiques avancées.

Notions de chimie quantique en relation aux propriétés de molécules et solides et aux applications en spectroscopies vibrationnelle, électronique (absorption et émission) et de résonance magnétique nucléaire et paramagnétique électronique.

Notions d’introduction à la chimie macromoléculaire liées à la synthèse et à la caractérisation de base de ces matériaux. Mise en contexte de ces notions en lien avec les enjeux en santé, en environnement en énergie et en écoresponsabilité.

Spectrométrie de masse, la spectrophotométrie moléculaire, l'électrophorèse, la cinétique enzymatique, les immuno-essais, les biocapteurs, la spectroscopie de résonance de plasmon de surface (SPR), les techniques omiques.

Concepts tirés de la nature qui transforment la chimie, dont: l'auto-assemblage, les interrupteurs moléculaires, la biocatalyse, la sélection de librairies moléculaires, la chimie médicinale, la nanotechnologie et la biologie synthétique.

Concepts de base en modélisation moléculaire et applications en chimie bioorganique et médicinale. Notions de mécanique moléculaire, dynamique moléculaire et méthode Monte Carlo. Remarques: Travaux pratiques sur ordinateurs.

Présentation des principes de la chimie verte (une pratique écoresponsable de la chimie). Application de ces principes à tous les aspects de la synthèse moléculaire organique.

Étude de la composition, la structure et les principales réactions chimiques de l’atmosphère en focalisant sur la chimie de la troposphère et la stratosphère et les perturbations résultantes de certaines activités humaines.

Introduction aux méthodes d'étude des bactéries, des levures et des virus. Morphologie, physiologie, génétique. Introduction à l'immunologie; antigènes, anticorps, applications. Remarques: Travaux pratiques en relation avec les sujets théoriques.