En s'appuyant sur des concepts simples de mécanique quantique, les étudiants doivent comprendre les notions fondamentales relatives à la structure électronique des atomes et des molécules, à l'origine de la liaison chimique, ainsi qu'aux fondements théoriques de la spectroscopie.
1. Introduction aux mathématiques de la mécanique quantique
2. Termes fondamentaux de la mécanique quantique, principes, modèles simples.
3. Description quantique de l'atome d'hydrogène.
4. Structure électronique des atomes à plusieurs électrons.
5. Symétrie en mécanique quantique.
6. Structure électronique des molécules : approximation de Born-Oppenheimer, origine de la liaison chimique ; théories des orbitales moléculaires (MO) et de la liaison de valence (VB), molécules diatomiques et eau ; théorie de Hückel pour les molécules à liaisons pi, théories du champ cristallin et du champ de ligands.
7. Méthodes de chimie computationnelle : Hartree-Fock, DFT, principes fondamentaux des méthodes corrélées.
8. Applications choisies de la chimie computationnelle.
À l'issue de ce cours, l'étudiant devrait être capable d'évaluer de manière critique les modèles utilisés en chimie, de comprendre leurs relations, d'en reconnaître les limites et de réaliser des calculs de chimie computationnelle.
– Peter Atkins, Julio de Paula et Ronald Friedman : *Physical Chemistry: Quanta, Matter, and Change*, 2e édition, Oxford University Press, 2013.
– Thomas Engel et Philip Ried : *Physical Chemistry: Quantum Chemistry and Spectroscopy*, 4e édition, Pearson, 2019
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