Adopté par le réseau des doyens des Facultés des Sciences








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RESEAU DES DOYENS DES FACULTES DES SCIENCES


Projet final
Adopté par le réseau des doyens des Facultés des Sciences

à Marrakech, le 16 novembre 2013


de la


Filière Licence Fondamentale

Sciences de la Matière Chimie

SMC 2014


Décembre 2013
DESCRIPTIF DU PROGRAMME DES ENSEIGNEMENTS
FILIERE SCIENCES DE LA MATIERE :

CHIMIE (SMC)


 LICENCE D’ETUDES FONDAMENTALES

 
Accréditation 2014

Maquette de la filière SMC

Tronc commun national SMC (S1-S5) et S6 (2 modules)


S1

SMPC

M1

Mécanique

du point

M2

Thermodynamique 1

M3

Atomistique

M4

Thermochimie

M5

Analyse 1

M6

Algèbre 1

M7

LT I

S2

SMPC

M8

Electrostatique

et Electrocinétique

M9

Optique

géométrique

M10

Liaisons

chimiques

M11

Chimie des solutions

M12

Analyse 2

M13

Algèbre 2

M14

LT II


S3

SMC

M15

Chimie organique générale

M16

Chimie descriptive I Diagrammes de phases

M17
Electromagnétisme

M18

Chimie expérimentale (TP)

M19
Chimie des électrolytes

M20
Mathématiques pour la chimie





S4

SMC

M21

Hydrocarbures

et fonctions monovalentes

M22

Cristallographie géométrique et cristallochimie I

M23

Thermodynamique chimique

M24

Mécanique quantique

M25
Informatique


M26

Probabilités Statistiques





S5

SMC

M27

Chimie organique fonctionnelle


M28

Radiocristallographie et cristallochimie II

M29

Cinétique et catalyse


M30

Chimie théorique


M31

Electrochimie

M32

Techniques spectroscopiques d’analyse

(UV-IR ; RMN 1H, masse)






S6

SMC

M33

Les grandes classes des réactions organiques

M34

Chimie descriptive II et chimie de coordination

M35
Module

optionnel

M36
Module optionnel

M37
PT

M38
PT




* Mx  : Modules communs SMC/SMP  * Semestre 6 : semestre optionnel dont 2 modules communs

MODULES DU SEMESTRE 1




MODULE 1 : MECANIQUE DU POINT  (Cours : 21H, TD : 21H)




  • Rappels mathématiques (Opérations sur les vecteurs, Opérateurs différentiels.)

  • Systèmes de coordonnées (Cartésiennes, cylindriques et sphériques)

  • Cinématique du point matériel sans et avec changement de référentiel.

  • Dynamique du point matériel.

  • Travail, énergie, théorème de l’énergie cinétique.

  • Les forces centrales : application à la mécanique céleste.

  • Système de deux particules, les chocs.

  • Les oscillateurs harmoniques.





MODULE 2 : THERMODYNAMIQUE 1 (Cours : 21H, TD : 21H)


  • Outils mathématiques pour la thermodynamique.

  • Définitions et concepts de bases (travail et chaleurs, thermométrie et calorimétrie, changements d'état).

  • 1er principe et applications.

  • 2éme principe et applications.

  • Introduction aux cycles thermodynamiques et machines thermiques.

  • Potentiels thermodynamiques. 






MODULE 3 : ATOMISTIQUE (Cours : 21H, TD : 21H)


  • Structure des atomes

Structures, numéro atomique, nombre de masse, isotope, masse atomique.

  • Modèle classique :

Modèle de Rutherford - Modèle de Bohr – Spectre atomique d'émission.

  • Modèle quantique :

Equation de Schrödinger(Résolution) : nombres quantiques, Configuration électronique d'un atome : Principe de Pauli, Règles de Klechklowski et de Hund.

  • Tableau périodique des éléments chimiques : classification, périodes, groupes et familles, énergie d’ionisation, affinité électronique, électronégativité.

  • Constituants du noyau et radioactivité

  • Radioactivité naturelle

  • Radioactivité artificielle

  • Applications






MODULE 4 : THERMOCHIMIE (21H Cours, 21H TD)


  • Définitions préliminaires : Description d’un système, Etat d’équilibre thermodynamique, Echange d’un système avec l’environnement, Echange thermique, Echange mécanique.

  • 1er Principe de la thermodynamique : Enoncé du principe, Application aux transformations thermomécaniques.

  • Applications du 1er Principe : Système de constitution constante, Transformations physico-chimiques isothermes, Réactions chimiques non isothermes.

  • 2ème Principe de la Thermodynamique : Fonction enthalpie et le 2ème Principe, Entropie, Energie libre, Enthalpie libre.

  • Équilibres chimiques.

  • Équilibres de phases.





MODULE 5 : ALGEBRE 1 (Cours : 21H , TD : 21H )


  • Espace vectoriel euclidien

Famille libre, famille génératrice, base canonique, base orthonormée, changement de

base, formes linéaires, automorphismes orthogonaux, symétries orthogonales

  • Espace affine de dimension finie

Repères, sous espaces affines, intersection de sous espaces affines, barycentres

  • Géométrie dans le plan R2

Coordonnées cartésiens, coordonnées polaires, équation d’une droite, équation d’un cercle, équation d’une ellipse

  • Géométrie dans l’espace R3

Coordonnées cartésiens, coordonnées cylindriques, coordonnées sphériques, équation d’une droite, équation d’un plan, équation d’une sphère

  • Applications affines dans le plan R2 et dans l’espace R3

Composition, isométrie, translations, homothéties, projections, symétries

  • Le corps C des nombres complexes

Opérations arithmétiques, conjugaison et module, exponentielle complexe, racine nième de l’unité, similitudes complexes

  • Fonctions polynomiales

Racines, dérivation, factorisation, formule de Taylor pour les polynômes, polynômes

Irréductibles dans R et C,

  • Fractions rationnelles dans R et C

Pôles et zéros, décomposition en éléments simples




MODULE 6 : ANALYSE 1 (Cours : 21H , TD : 21H )



  • Suites réelles

Convergence, limites, suites arithmétiques, suites géométriques, suites monotones, suites adjacentes, opérations sur les suites.

  • Fonctions numériques d’une variable réelle

Calcul des limites, continuité, théorème des valeurs intermédiaires.

  • Fonctions dérivables

Dérivée première, dérivées successives, sens de variation, Théorème de Rolle et théorème des accroissements finis

  • Fonctions convexes

Définition, fonction convexes dérivables, inégalité de convexité

  • Fonctions monotones

Définition, fonction réciproque, fonction réciproques des fonctions circulaires et des fonctions hyperboliques

  • Fonctions équivalentes et développements limités

Formule de Taylor, polynômes d’interpolation et calcul approché

  • Courbes paramétré planes

Définition, tangentes, points réguliers, points stationnaires, branches infinies,

représentation en coordonnées polaires, exemples de courbes polaires.



M7: Langue et Terminologie I

Contenu en phase d’élaboration par la sous commission langue de la commission MT issue de la CPU.



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MODULES DU SEMESTRE 2





MODULE 8 : Electrostatique et Electrocinétique (Cours : 21H , TD : 21H )

-Partie 1 : Electrostatique

Chapitre I: Charges électriques -loi de Coulomb

Chapitre II : Champ électrostatique - potentiel électrostatique

Théorème de Gauss - Conducteurs électriques en équilibre – Phénomène d’influence- Etude des condensateurs - Energie électrostatique- Energie d’un conducteur- Energie de systèmes de conducteurs - Energie des condensateurs
-Partie 2: Electrocinétique

Chapitre I: Courant électrique - densité de courant - conductivité, mobilité et résistivité d’un conducteur - loi d’Ohm microscopique - résistance électrique -Loi d’ohm - générateurs et récepteurs

Chapitre II: - Etude des réseaux électriques : loi de Pouillet - Lois de Kirchhoff- théorème de Thévenin - théorème de Norton - théorème de superposition - Transformation étoile triangle.



MODULE 9: OPTIQUE GEOMETRIQUE (Cours : 21H , TD : 21H )


  • Notions fondamentales de l’optique géométrique (postulats, indice d’un milieu, rayon lumineux, espace objet, espace image, principe de Fermat, lois de Snell-Descartes, stigmatisme, approximation de Gauss).

  • Miroirs et Dioptres (plans et sphériques, prisme).

  • Fibres optiques.

  • Systèmes centrés (éléments cardinaux, lentilles, …).

  • Associations des systèmes centrés.

  • Etudes de quelques instruments d'optique (lunette astronomique, télescope, loupe, microscope….).


MODULE 10 : LIAISONS CHIMIQUES (Cours : 21H , TD : 21H )



  1. Liaison covalente

Lewis et règle de l’octet

  1. Théorie des orbitales moléculaires (Approximation LCAO)

      1. Molécule diatomique mono électronique H2+

      2. Molécule diatomique di électronique H2

      3. Molécule diatomique poly électronique de type A2 (avec et sans interaction s-p)

      4. Molécule diatomique poly électronique de type AB

      5. Molécule poly atomique AXn

  • Théorie de l’hybridation

  • Hybridations sp sp2 et sp3

  • Théorie de la répulsion des paires électroniques des couches de valence (V.S.E.P.R.) – Règle de GILLESPIE

  • Autres types d’hybridation

  1. Liaison ionique

      1. Rayon ionique (méthode de Pauling)

      2. Théorie de la liaison ionique

      3. Energie de la liaison ionique

      4. Energie réticulaire d'un cristal ionique

      5. Détermination expérimentale de l’énergie réticulaire par le cycle de BORN-HABER (Cycle thermochimique)

  2. Liaison métallique

      1. les structures métalliques

      2. le modèle des charges positives dans un nuage d’électron

  3. Liaisons intermoléculaires (liaisons physiques)

      1. Liaisons de Van Der Waals

      • Force d’orientation (Keesom)

      • Force d’induction (Debye)

      • Force de dispersion (London)

      1. Liaison hydrogène


MODULE 11 : CHIMIE DES SOLUTIONS (Cours : 21H , TD : 21H )

I - LES REACTIONS ACIDO-BASIQUES

  • Equilibres acido-basiques en milieu aqueux :

Couples acide-base :- Acides et bases selon Bronsted - Effet nivelant ou différenciant d’un solvant

  • Relations quantitatives :

pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) fort(e)- pH d’une solution aqueuse d’un acide (base) faible- pH d’une solution aqueuse d’un sel- pH d’une solution d’ampholyte- pH d’une solution tampon- pH d’un mélange de deux acides

  • Titrage acido-basique


II- LES REACTIONS DE COMPLEXATION

  • Généralités et définitions :- Complexe- Constante de Stabilité ou de formation- Constante de dissociation

  • Complexes Successifs : - Constantes de dissociation partielles et globales- Constantes de formation conditionnelles ou apparente

  • Domaine de prédominance

  • Prévision Qualitative des réactions - Cas d’un seul atome central (1 cation) et plusieurs ligands- Cas d’un ligand et de deux cations


III- LES REACTIONS DE PRECIPITATION

  • Définition- Exemples de calcul de Ks et de S.

  • Précipitation - Conditions thermodynamiques de précipitation - Composition d’une solution après précipitation - Effet de l’ion Commun- Effet d’un agent complexant- Effet du pH


IV- LES REACTIONS D’OXYDO-REDUCTION

  • Généralités - Définitions

  • Réactions électrochimiques

  • Conditions standard- Potentiel zéro

  • Les piles électrochimiques : Pile Daniell- Polarité des électrodes- Loi de faraday - Électrolyse

  • Prévision des Réactions d’Oxydoréduction

- Prévision quantitative : Relation entre la force électromotrice et la constante d’équilibre

- Prévision qualitative : Règle 

  • Potentiel apparent : Potentiel d’oxydoréduction et pH- Potentiel d’oxydoréduction et réaction de précipitation- Potentiel d’oxydoréduction et réaction de complexassions.


MODULE 12 : ALGEBRE 2 (Cours : 21H , TD : 21H )


  • Espaces vectoriels

Famille libre, famille génératrice, rang d’une famille de vecteurs, sous espaces engendrés, somme de deux sous espaces, intersection de deux sous espaces,

  • Applications linéaires et endomorphismes

Applications linéaires, noyau d’une application linéaire, rang d’une application linéaire, isomorphismes, formes linéaires et hyperplans, homothéties vectorielle, projections vectorielle, symétries vectorielle.

  • Calcul matriciel

Matrice d’une application linéaire, somme, produit, transposition, rang d’une matrice,

matrices inversibles

  • Déterminants

Déterminant d’une base, déterminant d’un endomorphisme, formules de Cramer,

  • Changement de base

Matrice de passage

  • Diagonalisation et trigonalisation

Polynôme caractéristique, valeurs propres et vecteurs propres, diagonalisation et

trigonalisation

  • Application aux systèmes linéaires


MODULE 13: ANALYSE 2 (Cours : 21H , TD : 21H )



  • Les séries

Séries numériques, séries entières, série trigonométriques et série de Fourier, critères de convergence, rayon de convergence.

  • Calcul intégral

Notion d’intégrale, calcul des primitives, intégration par partie, intégration par changement de variables, intégration des fractions rationnelles, intégral dépendant d’un paramètre.

  • Intégrale généralisée

Intégrale généralisée, critères de convergence.

  • Equations différentielles

Equations différentielles linéaire du 1er ordre, équations différentielles du 2ème ordre

  • Elément de calcul différentiel

Fonctions à plusieurs variables, dérivées partielles du 1er ordre, dérivées partielles d’ordre supérieur, fonction de classe C1, extremum, plan tangent à une surface dans R3

  • Intégrales doubles

Intégrale double d’une fonction continue bornée, propriétés de l’intégrale double, formules de Fubini, changement de variables, extension aux intégrales triples.

  • Suites et séries de fonctions

Suites de fonctions, série de fonctions, critères de convergence, série entières, rayon de convergence, dérivation, intégration, fonctions analytiques.



M14: Langue et Terminologie II

Contenu en phase d’élaboration par la sous commission langue de la commission MT issue de la CPU.



MODULES DU SEMESTRE 3





MODULE 15 : CHIMIE ORGANIQUE GENERALE (Cours : 21H , TD : 21H )


    • Eléments de nomenclature : nomenclature des hydrocarbures, nomenclature des composés fonctionnels.

    • Isomérie constitutionnelle

    • Stéréo-isomérie :

  • Représentations conventionnelles ;

  • Stéréo-isomérie conformationnelle : chaîne ouverte, conformations des cycles

  • Stéréo-isomérie configurationnelle : chiralité, énantiomérie ; diastéréoisomérie ; classification séquentielle de Cahn Ingold Prelog. Configurations absolues et configurations relatives.

  • Effets électroniques:

    • Effet inductif

    • Effet Mésomère - résonance

    • Aromaticité

  • Généralités sur la réaction :

  • Les intermédiaires réactionnels: carbocations, carbanions, radicaux

  • Nucléophilie et électrophilie .





MODULE 16 : CHIMIE DESCRIPTIVE I ET DIAGRAMME DE PHASES (Cours : 21H , TD : 21H )


  1. Chimie descriptive I :

-Propriétés physico-chimiques des principaux éléments chimiques des blocs s et p de la classification périodique et leurs dérivées : hydrogène - composés d’hydrogène (hydrures) - oxygène - soufre - alcalins- halogènes - azote - phosphore - carbone.


  1. Diagrammes de phases

  • Règle de phases

  • Diagrammes unaires

  • Equilibre solide - liquide, solubilité totale/partielle, insolubilité totale Existence et définition du mélange eutectique et péritectique.

  • Analyse thermique, Analyse de pression

  • Diagramme de Tamman

  • Composés définis à point de fusion congruente et non congruente, point de transition

  • Elaboration des diagrammes binaires (courbes de refroidissement)

  • Notions préliminaires sur les diagrammes ternaires.




MODULE 17: ELECTROMAGNETISME DANS LE VIDE (Cours : 21H , TD : 21H )


  • Magnétostatique : Champ d’induction, Propriétés de l’induction magnétiques, Loi de Laplace, Théorème d’Ampère, potentiel vecteur, loi de Biot et Savard, application (étude des symétries et calcul de l’induction magnétique, Effet Hall).

  • Courant alternatif : comportant des composants résistifs, capacitifs et inductifs-énergie des circuits.

  • Equations de Maxwell dans le vide : Induction magnétique, potentiels scalaire et vectoriel « en jauge de Lorentz ».

  • Ondes électromagnétiques dans le vide : Equations locales, Intégrales et relations de passage, énergie magnétique






MODULE 18 : Chimie expérimentale : Travaux pratiques ; 48H


  • Chimie en solution (12H) :

  1. Manganimétrie 

  2. Dosages acido-basiques 

  3. pH-métrie .

  4. Oxydoréduction




  • Chimie organique (12H) :

  1. Méthodes de purification 

  2. Méthodes de séparation et d’extraction 

  3. Modèle moléculaire 

  • Chimie minérale (12 H) :

  1. Gravimétrie

  2. Complexométrie 

  3. Synthèse et analyse d’un composé minérale. ;

  4. Etalonnage d’un thermocouple et tracé d’un diagramme de phases

  • Chimie des électrolytes (12H). :

  1. Conductimétrie (dosage d’une base forte par un acide fort, dosage d’une base faible par un acide et dosage d’un polyacide par une base forte)

  2. Vérification de la loi de Nernst et dosage potentiométrique

  3. Tracé d’un diagramme Potentiel-pH (exemple du E-pH de fer)

MODULE 19: CHIMIE DES ELECTROLYTES (Cours : 21H , TD : 21H )
CHAPITRE I : CONDUCTIBILITE ELECTRIQUE DES ELECTROLYTES


  • Résistivité électrolytique et conductivité

  • Mobilité d’un ion

  • Nombre de transport

  • Conductivité : Conductivité équivalente d’un ion - Conductivité équivalente limite d’un ion - Conductivité équivalente d’un électrolyte - Conductivité équivalente limite d’un électrolyte Effet de la température - Effet de la concentration.

  • Loi d’additivité de Kohlrausch

  • Applications des mesures de conductivité

  • Correction due à l’eau


CHAPITRE II- THEORIE DES ELECTROLYTES

  • Solution idéale

  • Electrolytes forts

  • Electrolytes faibles

  • Activité d’une solution électrolytique

  • Calcul de Debye et Hückel : électrolytes fort peu soluble en solution saturée - Electrolytes faibles - Cas d’électrolytes faibles dilués



CHAPITRE III : EQUILIBRE AUX ELECTRODES

  • Notions générales : Définition d’une électrode - L’électrode normale à hydrogène - Mesure du potentiel d’électrode - Potentiel de jonction

  • Classification des électrodes : Electrodes de première espèce - Electrode de seconde espèce - Electrodes de troisième espèce ou rédox - Electrodes spécifiques (électrode de verre (mesure de pH)…)

  • Cellules électrochimiques : Cellules Galvaniques - Cellules d’électrolyse - Relations entre paramètres électriques et chimiques dans une cellule (Lois de Faraday ; Relation de Nernst)


CHAPITRE IV : INFLUENCE DES REACTIONS CHIMIQUES SUR LES REACTIONS D’OXYDOREDUCTION

  • Prévisions des réactions d’oxydoréduction et présentation du Diagramme de Frost

  • Oxydoréduction et Acidité

  • Oxydoréduction et Complexation

  • Oxydoréduction et Précipitation

  • Diagramme E-pH (Pourbaix)

  • Diagramme E-pL


CHAPITRE V : DIFFERENTS TYPES DE PILES

  • Générateurs de première espèce (piles commerciales)

  • Générateurs de deuxième espèce (accumulateurs)

  • Générateurs de troisième espèce (piles à combustible)



MODULE 20: MATHEMATIQUES (Cours : 21H , TD : 21H )


    • Arithmétique, division euclidienne

    • Ecriture en base b, PGDC

    • Calcul modulaire, génération de nombres aléatoires

    • Théorie des groupes

    • Régression : méthodes de moindres carrées

    • Méthodes d’interpolation, extrapolation

    • Calculs itératifs

    • Intégrales généralisées

    • Séries numériques-Suites et séries de fonctions - Séries entières - Séries de Fourier.

MODULES DU SEMESTRE  4




MODULE 21 : HYDROCARBURES ET FONCTIONS MONOVALENTES (Cours : 18H , TD : 18H, TP : 12H) )


  1. Différents types de mécanismes réactionnels :

-Réaction de substitution, d’élimination et d’addition

  1. Hydrocarbures

    • Alcanes : Substitution radicalaire

    • Alcènes : Addition électrophile ; Oxydations ; Substitution allylique

    • Alcynes : Additions ; Propriétés des alcynes vrais

    • Composés aromatiques (cas du benzène) : Substitution et poly-substitution électrophile ; Applications en synthèse organique

  1. Fonctions monovalentes

- Dérivés halogénés :

  • Substitution nucléophile

      • SN2 - Influence des différents facteurs (substrat, nucléofuge, nucléophile, effet du solvant)

      • SN1 - (même étude) – Réarrangement des carbocations, participation des groupes voisins

      • Compétition SN1 - SN2.

  • Réaction d'élimination

      • E2 (même étude pour SN2)

      • E1 (même étude pour SN1)

      • Compétition SN1/ E1 et SN2/ E2

  • Organomagnésiens : propriétés chimiques

  • Alcools : caractère acide (alcoolate) ; caractère nucléophile ; oxydation chromique,

Estérification, étherification, acétalisation ; déshydratation,halogénation (SOCl2).

  • Phénols : caractère acide ; propriétés nucléophiles ,

  • Ethers-Epoxydes : coupure des éthers ; ouverture des époxydes (en milieu acide et basique, stéréochimie)


Travaux pratiques :


    • Oxydation de la chaîne latérale d’un noyau benzenique

    • Deshydratation d’un alcool

    • Oxydation d’un alcool

    • Synthese d’un organomagnesien


MODULE 22 : CRISTALLOGRAPHIE ET CRISTALLOCHIMIE I (Cours : 18H , TD : 18H ; TP : 12H)

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