Chimie Orbitalaire

Intitulé de l’enseignement

Code UE

Crédits

Chimie Orbitalaire

CHIM-L3-A11-S1

6 ECTS

Niveau : L3
Semestre : S1
Responsable : Jérôme Delacotte
Volume :  40h
Présentation pédagogique

Le cours de chimie orbitalaire vise à présenter les fondements de la théorie des orbitales moléculaires. Cette approche qualitative basée sur la chimie quantique permet de décrire la structure électronique des molécules. Cela rend possible l’interprétation de propriétés moléculaires comme la géométrie ou encore la réactivité. L’utilisation des propriétés de symétrie apparaît centrale dans la détermination des orbitales moléculaires. Les applications à la description de la géométrie et de la réactivité sont envisagées en mettant l’accent sur le cas des complexes des métaux de transition.

Programme
1. Introduction historique
2. Rappels d’atomistique
    • atome d’hydrogène
    • atome polyélectronique
3. Fonctions d’ondes moléculaires
    • approximations fondamentales
    • déterminant séculaire
4. Interaction sur deux centres
    • orbitales dégénérées
    • orbitales non dégénérées
5. Méthodes de Hückel
    • Hückel étendue
    • Hückel simple
    • Propriétés moléculaires (indice de liaison, charge nette, énergie de résonance, aromaticité)
    • Méthodes graphiques (Coulson et Frost-Musulin)
6. Perturbation d’orbitales
    • Interaction à trois orbitales (ex : AH2 coudé)
    • Approximation des orbitales frontalières
    • Applications à la réactivité
    • Effet de substituants
    • Polarisabilité
7. Géométrie moléculaire
    • Diagrammes de Walsh
    • Conformation
    • Hyperconjugaison
8. Symétries moléculaires et groupes de symétrie
    • Opérations et éléments de symétrie
    • Conséquences importantes
    • Détermination d’orbitales adaptées à la symétrie (ex : AH3 et AH4)
9. Applications à la chimie de coordination
    • Complexes octaèdriques (rappels et détermination des OM)
    • Interactions Pi
    • Complexes plan carrés
    • Modèle du recouvrement angulaire (géométrie des complexes ML4, effet Jahn-Teller)
Bibliographie
Structure électronique des molécules, Tomes 1 et 2 ; Y. Jean et F. Volatron, (Dunod, 2003)
Les orbitales moléculaires dans les complexes; Y. Jean,  (Ed. École Polytechnique, 2003)
Molecular quantum mechanics, P. Atkins and R. Friedman (Oxford Univ. Press)
Éléments de chimie quantique à l’usage des chimistes, J.L. Rivail (EDP sciences)