Le but de la première partie de ce cours, commune aux voies CHI431A et CHI431B, sera de donner aux élèves les notions fondamentales permettant de rationaliser la chimie des métaux de transition. Abordant l’étude de molécules non étudiées précédemment par les élèves, mais dont l’importance en chimie industrielle et en chimie verte est fondamentale, cette partie commune s’appuiera sur la théorie des orbitales moléculaires dont les bases seront rappelées succinctement pour qu’aucun pré-requis ne soit nécessaire. Elle donnera les bases nécessaires pour aborder la voie chimie moléculaire ou la voie chimie des matériaux de ce cours.

La voie « Moléculaire » CHI431A présente les concepts et réactions de base de la chimie organométallique et leurs applications dans différents domaines : chimie fine, transformations catalytiques d'importance industrielle, synthèse de produits naturels, préparation de matériaux, valorisation des ressources naturelles, activation de petites molécules...
Les principes généraux de la réactivité des complexes organométalliques sont présentés dans la première partie du cours. La seconde partie est principalement axée sur l'utilisation de ces complexes dans le domaine de la catalyse homogène et hétérogène (réactions de polymérisation et d'oligomérisation des oléfines, hydrogénations, hydroformylations, créations de liaisons C-C, C-N, C-O, C-B, catalyse énantiosélective, procédés d'oxydation...).

La voie « Matériaux » CHI431B présente une introduction au domaine de la chimie des matériaux, dont les applications sont nombreuses : matériaux pour le bâtiment, l’automobile, la conversion et le stockage de l’énergie, la catalyse hétérogène, les technologies de l’information et les biotechnologies…
Dans la continuité de la première partie, et à partir des notions de conjugaison et d’aromaticité, la structure des matériaux moléculaires et unidimensionnels sera abordée pour introduire aux propriétés électroniques des solides et aux applications dans le domaine de l’électronique ou de la conversion d’énergie. Dans un deuxième temps, une introduction aux polymères et aux réactions de polymérisation sera donnée. Enfin, le cours présentera une introduction à la chimie du solide, notamment aux oxydes et à leur caractérisation structurale.

Ce cours s'adresse aux étudiants visant une carrière dans des domaines industriels ou scientifiques où ils auront, un jour, à résoudre des problèmes faisant appel à la chimie : métiers de la santé, industrie lourde, pétrolière, énergie, environnement etc. La philosophie en sera voisine de celle du cours précédent mais les concepts et leurs applications seront beaucoup plus fouillés.

Le cours sera organisé en liant étroitement la chimie quantique et la chimie organique. Le but est de donner aux élèves les instructions théoriques permettant de rationaliser les grandes classes de réactions chimiques et de donner quelques applications de ces principes en synthèse organique. Compte tenu de l'importance croissante des métaux de transition et des éléments lourds principaux dans la chimie industrielle, les bases spécifiques à ces éléments seront aussi enseignées.


Références bibliographiques :

Introduction à la chimie quantique par Philippe Hiberty (2004).

• Table des matières

Chimie moléculaire des éléments de transition par François Mathey et Alain Sevin (2000).

• Fiche détaillée
  
• Table des matières

Ouvrages disponibles auprès des Editions de l'Ecole Polytechnique.

Dernière mise à jour : jeudi 6 juin 2013