Majeure en chimie

Structure du programme

Les équilibres chimiques en solution. Les réactions acide-base, rédox, de précipitation et de complexation. L'analyse gravimétrique, volumétrique : titrimétrie, précipimétrie, oxydimétrie. Électroanalyse.

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 hydrocarbures simples. Réactivité des molécules organiques et parcours réactionnels. Mécanismes SN1, SN2, E1 et E2. Alcanes, alcènes et alcynes. Introduction à la spectroscopie RMN du proton et du 13C.

Études des fonctions simples comportant la fonction carbonyle. Notions de mécanismes réactionnels et de stéréochimie des réactions. Spectroscopie infrarouge et spectrométrie de masse.

Introduction aux concepts de base de la chimie physique moderne dont le centre d'intérêt est la molécule. Spectroscopie, propriétés électriques et magnétiques des molécules, structure atomique et moléculaire. Les lois de la thermodynamique.

Concepts de base des équilibres chimiques et électrochimiques. La conductivité des électrolytes. La thermodynamique des piles et des électrolytes. La cinétique électrochimique. Les phénomènes de surface. Les propriétés de systèmes colloïdaux.

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).

Outils d'usage fréquent, par exemple : séries, nombres complexes, fonctions de plusieurs variables, vectorielles, équations différentielles, matrices et valeurs propres, probabilités, méthodes numériques, analyse de Fourier.

Notions physiques essentielles pour la chimie. Applications de la mécanique classique, de l'électromagnétisme et de l'optique.

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 les méthodes spectroscopiques d'analyse. Principes de séparation. Techniques chromatographiques et d'électrophorèse capillaire. Spectrophotométries atomique et moléculaire. Problèmes analytiques.

Techniques modernes de chimie organique. Utilisation de réactifs sensibles à l'air et l'humidité. Caractérisation spectroscopique des composés organiques. Méthodes contemporaines de synthèse. Synthèse asymétrique. Chimie combinatoire.

Les composés conjugués; les polyènes et les aromatiques. Spectroscopie UV-visible. Substitution électrophile aromatique et réactions concertées. Composés d'importance biologique. Spectroscopie RMN avancée.

Principes de mécanique quantique. Méthode des variations. Théorie des perturbations. Calculs de structure électronique d'atomes et de molécules.

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 et 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.

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.

Synthèse de composés inorganiques et organométalliques. Caractérisation des produits synthétisés au moyen de méthodes chimiques et de techniques instrumentales.

Éléments de mécanique statistique et application à la cinétique. Spectroscopie IR et Raman de molécules diatomiques, spectroscopie électronique et fluorescence des molécules polyatomiques. LASER. RMN aux états liquide et solide.

Synthèses des polymères (polymérisation par étapes, polymérisations en chaîne, modification chimique des polymères). Masses molaires et polymolécularité. Structure et propriétés des polymères.

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.

Sensibilisation aux aspects légaux, d'éthique et de sécurité encadrant la pratique de la chimie et les diverses formes que prend cette profession.

Étude des processus chimiques dans l'atmosphère, les eaux, les sols et la biosphère ainsi que des perturbations causées par diverses activités humaines. Pollution chimique et substances toxiques. Méthodes de traitement et de contrôle.

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.