Overview
Ce cours introductif de chimie couvre la structure de l’atome, la thermodynamique, l’oxydoréduction, et les bases de la chimie organique, avec un accent sur la méthodologie QCM.
Structure de l’atome
- Un atome est défini par le symbole X, le nombre de masse A (nucléons), et le nombre de protons Z.
- Un atome est électriquement neutre (même nombre de protons et d’électrons).
- Les isotopes : même Z, nombre de neutrons (A-Z) différent, propriétés chimiques identiques, physiques différentes.
- Nombres quantiques : N (couche énergétique ≥1), L (forme, 0 à n-1), M (orientation, -L à +L), S (spin, ±½).
- Sous-couches : L=0 (S), L=1 (P), L=2 (D), L=3 (F).
- Bien apprendre le tableau périodique, surtout les trois premières lignes et les familles clés.
Thermodynamique
- Système ouvert : échanges de matière et énergie ; fermé : énergie seulement ; isolé : aucun échange.
- Premier principe : l’énergie se conserve, uniquement échangée.
- Enthalpie H : échange de chaleur à pression constante ; ΔH<0 exothermique, ΔH>0 endothermique.
- Entropie S : mesure du désordre, toujours croissante dans un système isolé lors d’une transformation spontanée.
- Enthalpie libre G : ΔG = ΔH – TΔS. ΔG<0 : spontané/exergonique ; ΔG>0 : endergonique ; ΔG=0 : équilibre.
- Formule : ΔG = ΔG′ + RTlnK ; K = constante d’équilibre.
- Principe de Le Chatelier : modification (T°, pression, concentration) déplace l’équilibre pour s’y opposer.
Oxydoréduction
- Oxydation : perte d’électrons ; réduction : gain d’électrons.
- Oxydant : capte des électrons (subit une réduction) ; réducteur : cède des électrons (subit une oxydation).
- Nombre d’oxydation : change lors des réactions (augmente en oxydation, diminue en réduction).
- Couples redox : réaction entre oxydant le plus fort et réducteur le plus fort ; comparer les potentiels standards E°.
- Pile Daniell : oxydation à l’anode (–), réduction à la cathode (+).
Chimie organique : Nomenclature & Stéréochimie
- Identifier la chaîne carbonée la plus longue ; nommer selon les fonctions (priorité) et les ramifications.
- Numéroter la chaîne pour que la fonction principale ait l’indice le plus faible ; ordre alphabétique pour les préfixes.
- Carbone asymétrique : lié à 4 substituants différents, noté *, responsable de la chiralité.
- Représentation en 3D (formule de Cram) : trait épais (avant), pointillé (arrière).
- Configuration RS : priorité selon le numéro atomique, sens horaire = R, antihoraire = S.
- Chiralité : objet/molécule non superposable à son image (ex : main).
- Énantiomères : isomères images non superposables ; diastéréoisomères : autres stéréoisomères (pas images l’un de l’autre).
- Configuration Z/E : pour doubles liaisons ; Z si groupes prioritaires du même côté, E s’ils sont opposés.*
Key Terms & Definitions
- Nucléon — proton ou neutron du noyau.
- Isotope — atomes d’un même élément avec nombre de neutrons différents.
- Nombres quantiques — valeurs qui définissent les orbitales des électrons.
- Enthalpie (H) — chaleur échangée à pression constante.
- Entropie (S) — mesure du désordre.
- Enthalpie libre (G) — énergie disponible pour un travail.
- Oxydant — espèce qui capte des électrons.
- Réducteur — espèce qui donne des électrons.
- Carbone asymétrique — carbone avec 4 substituants différents (stéréogène).
- Chiralité — non superposabilité à son image miroir.
- Énantiomères — deux molécules chirales, images l ’une de l’autre.
Action Items / Next Steps
- Apprendre le tableau périodique (priorité aux 3 premières lignes/familles principales).
- Revoir et s’entraîner sur la nomenclature et la stéréochimie avec des exercices.
- Faire des QCM de chimie via le site du tutorat en ligne.
- Préparer vos questions pour la séance de QCM prévue la semaine prochaine.