M1 Chimie - Site Orsay

Notions de cristallographie géométrique. Notions de déplacements chimique et de couplages scalaires. Connaissances de base de chimie générale, de chimie organique et de chimie analytique de niveau L3.

RMN : Postulats et principes : moments cinétique et magnétique. Énergies mises en jeu. Mouvement d'un moment dans un champ, fréquence de Larmor. Aspect macroscopique. Equations de Bloch. Excitation impulsionnelle. Signal RMN brut. Instrumentation. Transformée de Fourier, apodisation. Hamiltoniens d’interaction en RMN : Ecran électronique. Ordre de grandeur Unité de mesure. Le ppm. Tables de déplacement chimique. Couplages dipolaire, scalaire et quadripolaire. Effets des couplages au premier et au second ordre.
RMN 1H. Couplage et stéréochimie. Noyaux échangeables. Effet des équilibres chimiques sur les spectres. Le découplage. Analyse de spectres et détermination de structures par RMN 1H du premier et second ordre et C13. Effet Overhauser nucléaire.
RMN 13C. Découplage large bande, découplage hors-résonance.
RMN 2D. Séquences d’impulsions. Méthodes J-Mod, INEPT, DEPT, COSY, NOESY, XHCorr, HMQC, HSQC, HMBC, INADEQUATE
RMN du solide : Principes et applications
RX : Sources et propriétés des rayons X. Interaction rayon X et matière. Détermination des directions et intensités des rayons diffractés. Orientation des monocristaux, méthode de Laue. Techniques expérimentales et applications.

RX- Ce cours vise à donner aux étudiants des notions approfondies des techniques d’analyse structurale des matériaux solides par la diffractométrie des rayons-X.
RMN : Cet enseignement a pour objectif de donner des connaissances approfondies sur le principe général de la RMN, ses observables, son instrumentation, et sur les différentes séquences 1D et 2D. Il forme les étudiants à un niveau avancé dans la détermination structurale à partir des spectres 1D 1H et 13C.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
RMN : Cours 14h; TD 16h
RX : Cours 7,5h; TD 7,5h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

RX : "Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale", Maurice van Meerssche, Janine Feneau-Dupont, Oyez, 1976.
RMN : "Concepts, méthodes et applications", D. Canet, J.-C. Boubel, E. Canet Soulas, Dunod, 2002.
“Modern NMR Techniques for Chemistry Research”, A.E.Derome, Pergamon, 1987.
“High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry”, T.D.W.Claridge, Elsevier Science, 2016.
"Nuclear Magnetic Resonance" P. J. Hore, Oxford Chemistry Primers, 2015.
"La spectroscopie de RMN. Principes de base, concepts et applications de la spectroscopie de RMN du proton et du C-13."  H. Gunther, Masson, 1992.
"Introduction à la Résonance Magnétique Nucléaire : avec 204 illustrations en couleurs, S. Akoka", Ellipses, 2022.

Notions de chimie organique, de chimie inorganique et de chimie physique de niveau L3.

Une première partie de cet enseignement est dédiée à la chimie des cations inorganiques en solution aqueuse et à la polycondensation inorganique via le procédé sol-gel. Ce procédé permet de synthétiser, fonctionnaliser et mettre en forme des matériaux à base d’oxydes dans des conditions douces.
Une seconde partie est dédiée aux réactions organiques hautement performantes pour le greffage de molécules et biomolécules sur des surfaces, matériaux, biomolécules voire des cellules vivantes. Une large gamme de réactions organiques anciennes ou récentes seront donc revues, approfondies et découvertes via le concept de « Chimie Click » (cycloaddition, additions conjugués, formation d'amides, ouverture d'époxydes).
Enfin, une dernière partie sera consacrée à la fonctionnalisation spécifique de certains supports (polystyrène, nanoparticules d’or, verres,…) et aux techniques associées. Une attention particulière sera portée au greffage organique initiée par irradiation par des faisceaux d’ions, d’électrons et de photons, aux contraintes associées en termes de sélectivité chimique des fonctionnalisations induites sous rayonnement et aux échelles de structuration spatiale souhaitées.

Cette UE est dédiée à l’apprentissage théorique des méthodes de préparation et modification de supports/surfaces inorganiques ainsi que de leur fonctionnalisation par des molécules organiques et des biomolécules pour la création de systèmes « intelligents » (catalyseurs recyclables, nanocapteurs, dispositifs médicaux, biopuces,…) et de nouvelles architectures moléculaires.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
Sol-Gel : Cours 10,5h; TD 10,5h
Chimie de conjugaison : Cours 7h; TD 7,5h
Fonctionnalisation de surface : Cours 4,5h; TD 5h

• Concevoir, synthétiser et isoler des molécules chimiques ou biologiques :

• en proposant une voies de synthèse s'appuyant sur les méthodes et outils modernes chimiques d'élaboration de molécules complexes
• en appréhendant les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques
• en s'appuyant sur les stratégies de chimie soutenable, éco-compatible, bio-sourcée et bio-inspirée
• en argumentant les choix faits par des données et/ou des sources d’informations fiables, vérifiables et pertinentes
• en prédisant les propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules, matériaux et/ou structures moléculaires 
• en établissant et réalisant un protocole selon les normes et bonnes pratiques de manipulations
• en maitrisant les méthodes séparatives pour isoler les molécules obtenues

- Créer des stratégies pour comprendre un système ou un processus au niveau moléculaire :

• En mobilisant des savoirs et des savoir–faire méthodologiques, expérimentaux et théoriques utiles au développement d’une démarche scientifique en chimie
• En s’informant et se documentant sur une problématique de chimie et en sachant identifier des sources d’information pertinentes

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.

"De la solution à l'oxyde : condensation des cations en solution aqueuse, chimie de surface des oxydes", Jean-Pierre Jolivet, Interéditions/CNRS éditions, 1994.
Ph. Allongue & J. Pinson, L’actualité chimique 327-328 (2009) 98  

J.C. Love et al., Chem. Rev. 105 (2005) 1103
I. Utke, P. Hoffmann, J. Melngailis, J. Vac. Sci. Technol., B 26 (2008) 1197
A. Ulman, Chem. Rev. 96 (1996) 1533
W.F. Van Dorp, C.W. Hagen, J. Appl. Phys. 104 (2008) 081301.

Click Chemistry. Chem. Rev. 2021, 121 (12), 6697-7248

Scinto, S.L., Bilodeau, D.A., Hincapie, R. et al. Bioorthogonal chemistry. Nat Rev Methods Primers 2021, 1, 30

Pratique de l’anglais général et scientifique par thèmes dans les 4 compétences principales (compréhension de l’écrit et de l’oral, expression écrite et orale) selon une approche actionnelle inspirée du CLES. 
Pratique de la prise de parole en public (exposé oral).
Méthodologie de la recherche de stage/d’emploi en anglais.
Reprise des fondamentaux en syntaxe et prononciation.

Acquisition du niveau minimum B2 (Utilisateur indépendant).

L'enseignement d'anglais se fait par groupes de niveau dans les salles de classe dédiées spécifiquement aux langues, avec un équipement vidéo et audio. Six groupes au maximum groupes sont prévus.
Temporalité : Septembre -Janvier

Aucun

Ce module a pour objectif de faire acquérir aux étudiants des connaissances transverses pour les stages et l’insertion professionnelle. Il traite :
- des différents métiers possibles après un master de chimie. 
- donne des outils pour la recherche de stage et/ou la future insertion professionnelle. 
- de gestion de projets 
Ce module comporte enfin un cycle de quatre conférences sur la chimie soutenable

Ce module a pour objectif de faire acquérir aux étudiants des connaissances transverses pour les stages et l’insertion professionnelle. 
Elle fera connaître aux étudiants les différents métiers possibles après un master de chimie et les initiera aux problématiques organisationnelles, économiques et scientifiques des entreprises par la réalisation d'un projet. Elle a également pour but de les sensibiliser à une approche durable de la chimie en leur permettant d'acquérir une micro-certification de niveau 1 sur les "Les Enjeux d'une Chimie Soutenable".

Ce module comporte des séminaires/ateliers à choix pour aider à l’insertion professionnelle ainsi qu'un cycle de conférences sur la chimie soutenable.

L3 de chimie

I. SPECTROSCOPIES OPTIQUES
Interactions lumière-matière : dualité de la lumière, interaction dipolaire électrique & moment de transition, niveaux d’énergie d’une molécule ; Spectroscopie IR : niveaux d’énergie rotationnelle et vibrationnelle, modes locaux & modes normaux, groupements fonctionnels, effets de phase ; Spectroscopie UV-Vis : diagramme de Jablonski, groupes chromophores et conjugaison, absorption & fluorimétrie.
II. CHROMATOGRAPHIES
Principes de la chromatographie : paramètres de rétention, modèles des plateaux théoriques et dynamique, facteur de sélectivité et de résolution. Chromatographie en phase gazeuse et en phase liquide (absorption, partage, échange d’ions et exclusion stérique) : Instrumentation, colonnes,  phases stationnaires et mobiles, mécanismes mis en jeu et optimisation.
III. SPECTROMETRIE DE MASSE
Rappels sur les bases; lecture d'un spectre : masse exacte, massifs isotopiques, déconvolution des états de charge. Principales sources d'ionisation: principes de fonctionnement et choix. Couplage GC et LC-MS. Utilisation et interprétation de la fragmentation : modes d'activation, principales voies de fragmentation des radicaux cations et des cations.

Spectroscopies optiques :
Savoir décrire les états électroniques, vibrationnels et rotationnels de molécules polyatomiques.
Comprendre l’interaction lumière-matière et les transitions impliquées.
Faire appel aux spectroscopies optiques électronique et vibrationnelle comme outils de description des molécules et d’analyse chimique.
Chromatographies : Former les étudiants à la mise en œuvre et à l’optimisation d’une analyse par chromatographie en phase liquide et gazeuse. 
Spectrométrie de masse : savoir choisir et mettre en œuvre une stratégie d’analyse appropriée (source, analyseur, couplages) à l’échantillon, savoir d’interpréter correctement des spectres de masse acquis avec différentes sources d’ionisation, avoir des notions sur la fragmentation des ions.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
Spectrométrie de masse : Cours 8,5h; TD 7,5h
Spectroscopies optiques : Cours 8h; TD 7h
Chromatographies : Cours 7h; TD 7h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiale de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques.

Spectroscopies optiques :
"Spectroscopie", J.M. Hollas, Dunod, 1998
"Identification spectrométrique de composés organiques", R.M. Silverstein, G.C. Bassler et T.C. Morrill, DeBoeck & Larcier, 1998
“Physical Chemistry”, P.W. Atkins, DeBoeck, 2009
Chromatographies : 
"Manuel pratique de chromatographie en phase gazeuse", J. Tranchant, 4ème édition chez Masson.
"Chromatographies en phase liquide et supercritique", R. Rosset, M. Caude, A Jardy, 3ème édition chez Masson.
Spectrométrie de masse:
"Spectrométrie de masse : cours et exercices corrigés", E. de Hoffmann, V. Stroobant, 3eme édition, Paris.
"Understanding mass spectra : a basic approach" R. Martin Smith, John Wiley & Sons, 2004.

Chimie des complexes métalliques, théorie du champ cristallin, stéréochimie, synthèse organique et chimie générale niveau L3.

Structures électroniques : quel modèle pour quelle application ?
Structures de Lewis, Théorie du Lien de Valence et liaison de coordination
Orbitales moléculaires
Orbitales d en symétrie Oh, champs fort et faible
Haut et bas degré d’oxydation, quelle chimie ?

Energétique des réactions
Théorie du Recouvrement Angulaire
Géométries des complexes, configurations électroniques, inertie et labilité
Mécanismes de substitution associatif, dissociatif et inter-échange

Chemins réactionnels
•Aspects thermodynamiques
-enthalpie/entropie
-équilibres
-Equilibres acide/base et oxydant/réducteurs
•Aspects cinétiques 
-lois d'Eyring et d’Arrhenius
-contrôle cinétique ou thermodynamique ?
-principe de Curtin-Hammet
-postulat de Hammond-Leffler
-nature de l’ion métallique, géométrie des complexes, nature des ligands, effet cis et trans
•Aspects électroniques
-théorie des orbitales frontières
-voie σ et voie π
-mécanismes de transfert d’électrons
-intro. de la théorie de Marcus
•Chimie macrocyclique et effet template
•Introduction à la chimie supramoléculaire

Initiation à la modélisation moléculaire
•Mécanique moléculaire, notions de champ de forces, de surface de potentiel et calculs quantiques

Les réactions mises en jeu dans les synthèses organiques ou inorganiques se comprennent et s’interprètent dans le cadre de théories de la liaison chimique, de transfert d’électrons et d’échange d’énergie : orbitales atomiques, orbitales moléculaires, orbitales hybrides, chaleurs de réaction, constantes d’équilibres, énergie d’activation… L’objectif de ce module est d’acquérir la maîtrise de ces différents outils théoriques afin de savoir lequel ou lesquels utiliser en fonction du type de réaction mise en jeu. Dans ce cadre, la modélisation moléculaire est un outil précieux qui permet d'évaluer la géométrie de petites molécules, d'étudier qualitativement et quantitativement une réaction chimique ou un équilibre physico-chimique. Ce module permettra d'acquérir les bases permettant de comprendre et savoir utiliser les modèles de mécanique moléculaire pour avoir une vue critique sur les résultats obtenus par simulation numérique en les confrontant à des données expérimentales.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Septembre -Novembre
Chimie inorganique : Cours 10,5h; TD 10,5h
Bases moléculaires de la chimie organique : Cours 10,5h; TD 10,5h
Modélisation moléculaire ; Cours 3h

Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
-Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
-Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

tructures électroniques des molécules", Y. Jean, F. Volatron, Ediscience, 1993.
"Chimie organique avancée", F. A. Carey, R. J. Sundberg, de Boeck, 1997.
"Inorganic Chemistry", K. F. Purcell, J. C. Kotz, Saunders, 1977.
"Chimie Inorganique", J. Huheey, R. Keiter, E. Keiter, De Boeck, 1996.
"Introduction to Computational Chemistryé, F. Jensen, Wiley, 2007.
"Computational Chemistry", E. Lewars, Kluwer Academic Publishers, 2003.

Avoir suivi les UE disciplinaires du semestre 1. Connaissance des techniques usuelles de synthèse, d'extraction et de purification en chimie organique et inorganique. Bonnes connaissances des bases théoriques en RX, RMN, IR, UV-Visible, chromatographies (CPG, CPL) et SM.

L'UE de Chimie Expérimentale met en pratique l'ensemble des connaissances théoriques des UE disciplinaires du semestre 1. Elle comporte :
- trois TP de chimie analytique (parmi huit possibles). Ces derniers portent sur la caractérisation et le dosage par RMN, UV-Visible ou par infrarouge; l'identification et le dosage des constituants d’un mélange complexe par GC-FID, GC-MS ou par HPLC-UV; l'optimisation d’une analyse de mélanges par GC-FID ou U-HPLC-DAD.
- un TP sur l'étude de la sélectivité de réactions par modélisation moléculaire.
- un TP de détermination de structure et dosage par diffractométrie X.
- un TP de synthèse organique par chimie Click.
- un TP en deux parties de synthèse et étude spectroscopique de complexes inorganiques et de nanoparticules. 
- un projet de recherche bibliographique.

L'UE de Chimie Expérimentale met en pratique l'ensemble des connaissances théoriques des UE disciplinaires du semestre 1.

Les TP se font en binôme. Chaque binôme réalise : 
-trois TP de 8h chacun de Chimie analytique sur des appareils de type RMN, IR, UV-Visible, CPG, HPLC, GC-MS);
- un TP de modélisation moléculaire (4h)
- un TP de rayons-X (8h)
- un TP de synthèse organique par chimie Click (8h)
- deux TP de 4h chacun de chimie inorganique et Sol-Gel
- un projet de recherche bibliographique : Les étudiants suivent une formation sur les outils de recherche bibliographique (Scifinder, ISI Web of Knowledge...). Ils doivent ensuite réaliser un travail de recherche bibliographique sur un sujet de recherche proposé par un chercheur/enseignant chercheur. Ils présenteront les résultats de cette recherche sous la forme d'un rapport à remettre chercheur/enseignant chercheur qui a soumis le sujet.

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats 
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

"Analyse chimique", F. Rouessac et A. Rouessac, Masson, 1997
"Chromatographie en phase liquide et supercritique ", R. Rosset, M. Caude, A. Jardy, Masson 1991.
" Méthodes instrumentales d'analyse chimique et applications"», G. Burgot, J-L Burgot, Lavoisier 2006.
"La spectrométrie de masse en couplage avec la chromatographie en phase gazeuse", S. Bouchonnet, Lavoisier 2009. 
"Gas and liquid chromatography in analytical chemistry". R.M. Smith. J. Wiley and Son, 1988.
"La spectroscopie de RMN. Principes de base, concepts et applications de la spectroscopie de RMN du proton et du C-13."  H. Gunther, Masson, 1992.

Connaissances des propriétés physicochimiques des composés et des solvants. Connaissances en chromatographie et détection (UV, fluorimétrie et spectrométrie de masse...). Idéalement avoir suivi l'UE Techniques d’analyse (chromatographies, spectrométrie de masse, spectroscopies optiques) ou similaire du S1. Niveau C2i

Techniques de préparation d'échantillons et de dérivations : Principes des techniques de préparation d’échantillons couramment utilisées pour l’extraction de composés organiques à partir de matrices complexes (échantillons liquides et solides). Méthodes de dérivation pour la détection par UV et fluorescence en HPLC et pour l’analyse par chromatographie en phase gazeuse.
Principes de l’analyse quantitative : Métrologie appliquée à la chimie : Etalons, étalonnage, traçabilité, propagation des incertitudes, mesurandes courants. Mise en œuvre du matériel classique de laboratoire Principales méthodes de mesure quantitatives. Analyse en matrices. Expression des résultats.
Statistiques Appliquées à la Chimie Analytique : Fiches de validation d'une méthode d'analyse. Mesures, notion d'erreurs systématiques et d'erreurs aléatoires. Analyse d’une série de résultats : Distribution à une variable. Lois de probabilité ; Notions d’intervalles de confiance, précision, incertitude, valeurs aberrantes, expression du résultat final. Introduction à l'analyse factorielle : analyses de variances.

Techniques de préparation d'échantillons et de dérivation : former aux techniques de préparation d'échantillons et de dérivations pour l'analyse et de sensibiliser aux enjeux de ces étapes au regard de l'analyse proprement dite (notamment sur l’impact en analyse quantitative). 
Principes de l’analyse quantitative : donner une « vision concrète » de la mise en œuvre d’une analyse quantitative dans le domaine de la chimie analytique. 
Statistiques Appliquées à la Chimie Analytique : Installer les bases de l’analyse statistique nécessaires à l’exploitation des diverses données acquises en sciences analytiques, illustrées dans par des cas pratiques.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des chimiques

"Comprehensive Sampling and Sample Preparation" Analytical Techniques for Scientists. J. Pawliszyn, Elsevier, volume 1 à 4.
"Analyse quantitative", Vogel, Mendham, Denney, Barnes, de Boeck, 2006.
Site CHIMACTIV (Ressources pédagogiques numériques interactives dans l'analyse chimique dans les milieux complexes) http://chimactiv.agroparistech.fr/fr

Idéalement avoir suivi l'UE Techniques d’analyse (chromatographies, spectrométrie de masse, spectroscopies optiques) et l'UE Caractérisation structurale par RMN et diffraction X du S1. Bonnes connaissances en RMN, en spectrométrie de masse, en IR et en UV-Visible

Spectrométrie de masse : En complément du tronc commun : bases thermodynamiques et cinétiques de la fragmentation ; interprétation de la fragmentation des radicaux cations (grandes classes, réarrangements, composés cycliques) ; formation et fragmentation des anions ; interprétation de la fragmentation des macromolécules biologiques ; quantification par spectrométrie de masse. 
RMN : RMN H-1, RMN C-13 et RMN hétéronucléaire de spins abondants et dilués (H-2, F-19, P-31) mono- et bidimensionnelle. Choix d’expériences en fonction des informations recherchées et points de vigilance dans l'optimisation des paramètres d'acquisition et traitement du signal; Notions d’instrumentation et aspect pratiques de l’expérience RMN. Identification et caractérisation structurale de molécules complexes (produits naturels ou molécules de synthèse) par RMN 1D et 2D homo et hétéronucléaire. Introduction à la relaxation de spins et à la diffusion translationnelle. 
Spectroscopies optique et vibrationnelle : Bases théoriques de l’absorption UV-visible et notion de chromophore. Spectroscopie Infra-rouge : Description des spectres, méthodologie d’attribution des principaux groupements fonctionnels.

Acquisition de connaissances sur les principes et les applications de techniques analytiques utilisées pour l'élucidation de structures moléculaires (spectrométrie de masse, RMN, IR et UV-visible).

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Décembre-Mars

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

“Fundamental of Contemporary Mass Spectrometry”, C.Dass, Wiley, 2007.
“La spectrométrie de masse en couplage avec la chromatographie en phase gazeuse”, S. Bouchonnet, Tec et Doc, 2009.
“Modern NMR Techniques for Chemistry Research”, A.E.Derome, Pergamon, 1987.
“High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry”, T.D.W.Claridge, Elsevier Science, 2016.
"Nuclear Magnetic Resonance"" P. J. Hore, Oxford Chemistry Primers, 2015.
“La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques”, D.Bertrand et E.Dufour, Tec et Doc, 2005.
“Spectroscopie infrarouge et Raman”, R. Poilblanc et F.Crasnier, Grenoble Sciences, 2006. 
Site CHIMACTIV (Ressources pédagogiques numériques interactives dans l'analyse chimique dans les milieux complexes) http://chimactiv.agroparistech.fr/fr"

Idéalement avoir suivi  l'UE Techniques d’analyse (chromatographies, spectrométrie de masse, spectroscopies optiques) et l'UE Caractérisation structurale par RMN et diffraction X  du S1. Bonnes connaissances en RMN, en spectrométrie de masse, en IR et en UV-Visible

Les travaux pratiques abordent des problématiques de préparation d’échantillons à partir de diverses matrices, de séparations chromatographiques (sélectivité, efficacité), d’étalonnage pour la quantification (externe, interne et ajouts dosés), de détection (sensibilité, limite de détection et de quantification) et d’identification (spectrométrie de masse et IR).
Les techniques mises en œuvre sont : la chromatographie en phase gazeuse (GC-FID, GC-MS), la chromatographie liquide haute performance (HPLC-DAD, FLD), l’IR et l'absorption UV. Un travail préparatoire aux TP est demandé à distance en amont des séances de TP.

TP et apprentissage distanciel
Temporalité : Mars

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

"Analyse chimique", F. Rouessac et A. Rouessac, Masson, 1997
"Chromatographie en phase liquide et supercritique ", R. Rosset, M. Caude, A. Jardy, Masson 1991.
" Méthodes instrumentales d'analyse chimique et applications"», G. Burgot, J-L Burgot, Lavoisier 2006.
"La spectrométrie de masse en couplage avec la chromatographie en phase gazeuse", S. Bouchonnet, Lavoisier 2009. 
 Site CHIMACTIV (Ressources pédagogiques numériques interactives dans l'analyse chimique dans les milieux complexes) http://chimactiv.agroparistech.fr/fr

Chimie organique et chimie analytique de niveau L3 Chimie

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances.  Une première partie est dédiée à la chimie des milieux naturels avec l’étude des cycles biogéochimiques et des transferts de flux et d’énergies. La description des facteurs physico-chimiques permet de comprendre comment les polluants circulent entre les compartiments de la biosphère et perturbent les cycles globaux. Une seconde partie est dédiée aux différentes méthodes de dosage des polluants prélevés dans l’eau, les sols et l’atmosphère. Selon les espèces chimiques, les techniques étudiées sont la chromatographie à échange ionique, les spectroscopies optiques, la spectrométrie de masse haute résolution, le plasma à couplage inductif couplée à un spectre de masse (PCI-SM), etc.... Une troisième partie est consacrée l’étude de la chimie organique respectant les principes de la chimie verte. Cette chimie vise à limiter la quantité de déchets en privilégiant les réactions à économie d’atomes et les techniques permettant de diminuer l’énergie utilisée.

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances. Selon la nature chimique des substances, une méthode d’analyse adéquate devra être choisie afin de permettre d’évaluer la concentration d’un polluant dans le milieu naturel. De plus, cette UE permet au chimiste de comprendre comment mettre en place les principes de chimie verte.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Chimie des milieux naturels : Cours : 10h; TD : 5h
Analyse de polluants : Cours : 6h; TD : 5h
Chimie verte : Cours : 6h; TD : 5h
TP : 8h

Sortie pédagogique pour faire des prélèvements d'eau de la Bièvre sur différents sites si les conditions météorologiques le permettent.

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie de l’environnement : air, eau, sol, déchets, C. Bliefert et R. Perraud, de Boeck, 2001.

Chimie organique de niveau L3 Chimie

Cette unité d’enseignement a comme objectif de permettre à l’étudiant de comprendre/maîtriser l’élaboration du polymère de la molécule au matériau. Après un rappel des notions fondamentales de Chimie des Polymères et des principales relations structure-propriété vues en L3 (Chim313), cette UE approfondit l’aspect synthèse des polymères (cinétique, caractère contrôlé/vivant, maîtrise des distributions des masses molaires, compositions et architectures, etc.). La caractérisation physico-chimique des polymères est présentée en solution diluée. Les principaux procédés de polymérisation sont détaillés (en masse, en suspension, en émulsion…) ainsi que les techniques de mise en forme de l’objet final (injection, extrusion, filage,…). Un dernier chapitre présente les solutions de substitutions aux polymères issus de la pétrochimie : biopolymères, polymères issus de ressources renouvelables, notion de biodégradation, etc..

Cette unité d’enseignement a comme objectif de permettre à l’étudiant de comprendre/maîtriser l’élaboration du polymère de la molécule au matériau.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Cours : 17,5; TD : 15,5; TP : 12h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Principles of polymerization, fourth edition, G. Odian, Wiley Interscience, 2004.
Introduction to Macromolecular Science, 2nd edition, P. Munk; T. M. Aminabhavi, Wiley Interscience, 2002

Electrochemical Thermodynamic; Electrochemical Kinetic of metals. Cyclic Voltammetry

Le « rayonnement synchrotron » comme source lumineuse. Visite de SOLEIL.
Analyse de composition de surfaces et interfaces : Principes de la technique ESCA-XPS. Principes de la technique AES. Projet bibliographique.
Analyse vibrationnelle de surfaces : Rappels de spectroscopie IR, Raman (sous air), Coherent Antistokes Raman Scattering (CARS). TP « analyse vibrationnelle d’interfaces ». Projet bibliographique.
Couplage électrochimie interfaciale sur semi-conducteurs (SC) et analyse XPS : Bases de l’électrochimie des SC. Caractérisation des surfaces de SC modifiées par voie électrochimique. Visite de la plateforme XPS.
Objectifs : Se familiariser avec les sources synchrotron.
Appréhender la complémentarité de techniques standards de caractérisation de surfaces et couches minces : spectroscopies XPS et d’électrons Auger, Raman et CARS.
Appréhender la complémentarité des mesures d’électrochimie interfaciale et de l’analyse XPS pour la caractérisation de surfaces de semi-conducteurs.
Synchrotron light source. Visit of the SOLEIL machine.
Composition analysis of surfaces and interfaces: Basics of ESCA-XPS spectroscopy. Basics of AES spectroscopy. Bibliography project. 
Vibrational analysis of surfaces: IR spectroscopy overview, Basics of Raman and Coherent Antistokes Raman Scattering (CARS) spectroscopies. Lab training « vibrational analysis of interfaces ». Bibliography project.
Interfacial electrochemistry / XPS analysis coupling applied to semi-conductors (SC): Basics of electrochemistry on semi-conductors, characterisation SC surfaces electrochemically modified. Synchrotron machine as light sources for spectroscopy.
Comprehend the complementarity of standard techniques for surface and thin film characterization: XPS and AES spectroscopies, Raman et CARS spectroscopies.
Comprehend the complementarity of interfacial electrochemistry and XPS analysis for the analysis and the characterization of SC surfaces.

Se familiariser avec les sources synchrotron.
Appréhender la complémentarité de techniques standards de caractérisation de surfaces et couches
minces : spectroscopies XPS et d’électrons Auger, Raman et CARS.
Appréhender la complémentarité des mesures d’électrochimie interfaciale et de l’analyse XPS pour la caractérisation de surfaces de semi-conducteurs.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des travaux dirigés et des travaux pratiques sur la spectroscopie et un projet bibliographiques. Visite du synchrotron Soleil et visite le la plateforme
Cours : 21h; TD : 10,5h; TP : 3h; Projet Biblio : 3,5h

Classical teaching with lectures and tutorials with additional pedagogical elements on ENT (former exams, articles...). Lab training on IR spectroscopy. Soleil and XPS visits.
Temporalité : Décembre-Mars /December-March

• Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
  - Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
  - Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.AE4
  - Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -  Communicate information and results to different audiences by being able to describe a protocol and organize its results.                                                                                                                                                                        
   -   Establish and carry out a scientific approach in theoretical or experimental chemistry,organizing the working time to achieve the fixed objectives.                                                                                                                                                                                                                        
  - Predict physico-chemical properties or the reactivity of molecules and / or materials by combining all disciplinary knowledge;                                                                                                                                                                  
  - To apprehend the properties related to the spatial organization of matter and the temporal aspects of chemical phenomena.

Programme de licence en chimie physique. Aucun prérequis de biologie n'est nécessaire.

Photochimie (UV-Vis-IR proche) et rayonnement ionisant
Différents types et dispositifs, mécanismes moléculaires, couplages de techniques pour des approches multimodales et couplages avec les approches optiques
Dommages-pathologies, diagnostic et traitements

L'objectif de cette UE est de comprendre l’interaction rayonnement-matière pour des application en biologie, science des matériaux ou catalyse,.... 
Il traitera de l'étude et de la compréhension des mécanismes mis en jeu par exemple pour le développement de pathologies et du diagnostic médical ou pour des applications en photocatalyse.

Cette UE est composée de cours/TD. Un TP-projet est organisé sur 1,5 j ainsi que la visite d'une installation.

Différentes activités sont proposées pour faire participer les étudiants à la construction des apprentissages: cours inversés, exposés, analyses d'articles.

Notions de chimie organique et de chimie de coordination niveau L3

Une partie de cette unité d’enseignement reprend les bases de chimie organique en développant l’application en synthèse multi-étapes et en étudiant la sélectivité des réactions. L’autre partie est centrée sur la préparation de complexes de métaux de transition, l’étude de leurs propriétés, et leur utilisation en tant que catalyseurs de réactions hautement sélectives. Une première partie de cet enseignement est dédiée aux groupements protecteurs, aux réactions d’oxydation et de réduction en chimie organique en mettant l’accent sur l’utilisation des réactifs et sur l’étude des sélectivités. Une seconde partie concerne la préparation et la réactivité des complexes de métaux de transition : liaisons métal-ligand, les électrons de valence, le degré d’oxydation, les réactions élémentaires de la chimie organométallique, la réactivité des ligands, les processus catalytiques homogènes fondamentaux (hydrogénation, hydrosilylation, hydroformylation, procédé Wacker, procédé Monsanto, réactions de couplage, métathèse …)

Une partie de cette unité d’enseignement reprend les bases de chimie organique en développant l’application en synthèse multi-étapes et en étudiant la sélectivité des réactions. L’autre partie est centrée sur la préparation de complexes de métaux de transition, l’étude de leurs propriétés, et leur utilisation en tant que catalyseurs de réactions hautement sélectives.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Chimie organométallique : Cours 9,5h; TD 9h
Synthèse organique : Cours 9,5h; TD 9h
TP : 8h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie organique de niveau L3 + UE du M1 « sélectivités en synthèse organique et chimie organométallique »

Cette UE a pour objectif de se familiariser avec la synthèse de substances naturelles par l'étude des réactions fondamentales pour la formation de liaisons C-C. L'accent est porté sur les différentes sélectivités des réactions étudiées: chimiosélectivité (réaction d'une fonction en présence d'une autre fonction), régiosélectivité (réaction d'une fonction en présence de la même fonction localisée à un autre endroit), diastéréosélectivité (contrôle des configurations relatives lors de la création de carbones stéréogènes). Les réactions étudiées sont les principales réactions non-organométalliques utiles en synthèse organique. A l'issue de cette UE, l'étudiant(e) saura reconstituer une synthèse totale multi-étapes avec le contrôle total des configurations créées. Première partie : Réactions des dérivés carbonylés Alkylation des énolates - Addition conjuguée - Aldolisation et réactions apparentées (Mannich); aldolisation asymétrique. Modèles d'induction stéréochimique. Deuxième partie : Réactions péricycliques Transpositions sigmatropiques - Cycloadditions

Cette UE a pour objectif de se familiariser avec la synthèse de substances naturelles par l'étude des réactions fondamentales pour la formation de liaisons C-C. L'accent est porté sur les différentes sélectivités des réactions étudiées: chimiosélectivité (réaction d'une fonction en présence d'une autre fonction), régiosélectivité (réaction d'une fonction en présence de la même fonction localisée à un autre endroit), diastéréosélectivité (contrôle des configurations relatives lors de la création de carbones stéréogènes). Les réactions étudiées sont les principales réactions non-organométalliques utiles en synthèse organique. A l'issue de cette UE, l'étudiant(e) saura reconstituer une synthèse totale multi-étapes avec le contrôle total des configurations créées.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Cours 18h; TD 19h; TP : 8h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie organique de niveau L3 et notions de réactivité fondamentale et de sélectivité vues en M1

Cet enseignement complète la formation initiale en chimie organique en apportant de solides connaissances en synthèse asymétrique, en production de molécules organiques optiquement actives et dans l'utilisation en synthèse organique des réactivités conférées par la présence d'hétéroéléments (P, S, Se, Sn, Si,B).  Synthèse asymétrique. Cette partie consacrée à la synthèse asymétrique détaille les différents modes de production de molécules optiquement actives par utilisation de substrats chiraux, de réactifs chiraux et de catalyseurs chiraux. Les concepts de dédoublement cinétique et de dédoublement cinétique dynamique sont également présentés. Chimie organique des hétéroéléments. Cette partie consacrée à la chimie organique des hétéroéléments vise à détailler, au travers de l'étude des mécanismes réactionnels, le rôle de la présence d'un hétéroélément dans de nombreuses réactions occupant une place centrale en synthèse organique. Un accent particulier est mis sur les similitudes et différences des réactivités induites et réactions permises par l'introduction dans une molécule organique d'un hétéroélément tel que P, S, Se, Sn, Si ou B.

Cet enseignement complète la formation initiale en chimie organique en apportant de solides connaissances en synthèse asymétrique, en production de molécules organiques optiquement actives et dans l'utilisation en synthèse organique des réactivités conférées par la présence d'hétéroéléments (P, S, Se, Sn, Si,B). Cette UE est vivement conseillée pour les étudiants souhaitant poursuivre en M2 de chimie organique.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Hétéroéléments en synthèse organique : Cours 9h; TD 9,5h
Production de molécules optiquement actives : Cours 9,5h; TD 9h
TP : 8h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie organique avancée, F. A. Carey, R. J. Sundberg, de Boeck, 1997.

Notions de Chimie organique de niveau L3 Chimie ou L3 Biologie-Chimie

Cette UE a pour objectif d'apporter les connaissances sur l'utilisation des enzymes en tant que catalyseurs pour l'obtention d'un produit chiral par synthèse asymétrique ou par dédoublement cinétique enzymatique d'un racémique. L’importance des enzymes dans la synthèse industrielle de composés d'intérêt et dans les biotechnologies sera souligné, de même que leur rôle déterminant dans divers processus environnementaux. Enzymes et catalyse : Cinétique enzymatique : activités spécifique et totale, efficacité catalytique, facteur d’énantiospécificité. Bases mécanistiques et stéréochimiques des réactions enzymatiques. Stéréochimie des réactions enzymatiques, marquages isotopiques, dédoublements cinétiques enzymatiques. Chimie des métalloprotéines : rôles et mécanismes des métalloprotéines (transport du dioxygène, hémoglobine, hemocyanine, hémérythrine, monooxygénases et peroxydases). Chimie bio-inspirée : conception de mimes d’enzyme. Les métalloenzymes en environnement et en dépollution. Biocatalyse et Bioconversions : utilisation des enzymes en synthèse organique, dans l'industrie et en environnement. Introduction à l’éco-conception de principes actifs.

* Connaître les aspects structuraux, mécanistiques, stéréochimiques et cinétiques des grandes classes d’enzymes et métalloenzymes.
* Connaître leurs rôles dans les processus de bioconversions et de leur intérêt comme biocatalyseurs pour la synthèse organique asymétrique et les dédoublements cinétiques.
* Acquérir les bases de la chimie bio-inspirée et de la conception de mimes d'enzymes.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Cours : 21h; TD : 16h; TP : 8h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

1. "Biochemistry", L. Stryer, 3rd ed., Freeman
2. "Proteins", T. E. Creighton, 2nd ed., Freeman
3. "Introduction to Protein Structure", C. Branden & J. Tooze, Garland Publ.
4. "Biochimie", D. Voet & J. G. Voet, 2nd ed., DeBoeck Université
5. "Enzymes", J. Pelmont, Presses Universitaires de Grenoble

Chimie organique et chimie analytique de niveau L3 Chimie

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances.  Une première partie est dédiée à la chimie des milieux naturels avec l’étude des cycles biogéochimiques et des transferts de flux et d’énergies. La description des facteurs physico-chimiques permet de comprendre comment les polluants circulent entre les compartiments de la biosphère et perturbent les cycles globaux. Une seconde partie est dédiée aux différentes méthodes de dosage des polluants prélevés dans l’eau, les sols et l’atmosphère. Selon les espèces chimiques, les techniques étudiées sont la chromatographie à échange ionique, les spectroscopies optiques, la spectrométrie de masse haute résolution, le plasma à couplage inductif couplée à un spectre de masse (PCI-SM), etc.... Une troisième partie est consacrée l’étude de la chimie organique respectant les principes de la chimie verte. Cette chimie vise à limiter la quantité de déchets en privilégiant les réactions à économie d’atomes et les techniques permettant de diminuer l’énergie utilisée.

Après avoir défini un polluant chimique, l’accent est mis sur la compréhension des risques et des impacts sur l’environnement en fonction des propriétés physico-chimiques des substances. Selon la nature chimique des substances, une méthode d’analyse adéquate devra être choisie afin de permettre d’évaluer la concentration d’un polluant dans le milieu naturel. De plus, cette UE permet au chimiste de comprendre comment mettre en place les principes de chimie verte.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Chimie des milieux naturels : Cours : 10h; TD : 5h
Analyse de polluants : Cours : 6h; TD : 5h
Chimie verte : Cours : 6h; TD : 5h
TP : 8h

Sortie pédagogique pour faire des prélèvements d'eau de la Bièvre sur différents sites si les conditions météorologiques le permettent.

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Chimie de l’environnement : air, eau, sol, déchets, C. Bliefert et R. Perraud, de Boeck, 2001.

Chimie organique de niveau L3 Chimie

Cette unité d’enseignement a comme objectif de permettre à l’étudiant de comprendre/maîtriser l’élaboration du polymère de la molécule au matériau. Après un rappel des notions fondamentales de Chimie des Polymères et des principales relations structure-propriété vues en L3 (Chim313), cette UE approfondit l’aspect synthèse des polymères (cinétique, caractère contrôlé/vivant, maîtrise des distributions des masses molaires, compositions et architectures, etc.). La caractérisation physico-chimique des polymères est présentée en solution diluée. Les principaux procédés de polymérisation sont détaillés (en masse, en suspension, en émulsion…) ainsi que les techniques de mise en forme de l’objet final (injection, extrusion, filage,…). Un dernier chapitre présente les solutions de substitutions aux polymères issus de la pétrochimie : biopolymères, polymères issus de ressources renouvelables, notion de biodégradation, etc..

Cette unité d’enseignement a comme objectif de permettre à l’étudiant de comprendre/maîtriser l’élaboration du polymère de la molécule au matériau.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Cours : 17,5; TD : 15,5; TP : 12h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Principles of polymerization, fourth edition, G. Odian, Wiley Interscience, 2004.
Introduction to Macromolecular Science, 2nd edition, P. Munk; T. M. Aminabhavi, Wiley Interscience, 2002

Chimie organique de niveau L3 Chimie

L'objectif pédagogique de cette UE est d'acquérir les connaissances théoriques et pratiques dans la synthèse et les rôles biologiques des trois grands types de biopolymères : polysaccharides, oligonucléotides et peptides. - Glycochimie : Structure et diversité moléculaire des sucres ; Le carbone anomère et la liaison glycosidique ; Conformation des mono et oligosaccharides ; Rôle des sucres dans quelques processus biologiques et applications thérapeutiques ; Stratégies de protection ; Activation du carbone anomère ; Synthèse de glycosides et d'oligosaccharides. - Chimie des acides nucléiques : Rappel de la structure et des propriétés des acides nucléiques ; Synthèse des nucléosides ; Synthèse automatisée d'oligonucléotides ; Interaction des acides nucléiques avec les petites molécules ; oligonucléotides thérapeutiques.  - Chimie des peptides : Structure et rôles biologiques et thérapeutiques des protéines et peptides. Chimie de la liaison peptidique : défis et solutions. Stratégies en synthèse peptidique en solution ou supportée : couplage et groupements protecteurs. Notion de peptidomimétiques

Acquérir les connaissances théoriques et pratiques dans la synthèse et les rôles biologiques des trois grands types de biopolymères : polysaccharides, oligonucléotides et peptides.
Revisiter des réactions centrales en synthèse organique dans le cadre de la création de liaisons glycosidiques, phosphodiesters et peptidiques.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Glycochimie : Cours : 7,25h; TD : 5h
Chimie des nucléotides : Cours : 7,25h; TD : 5h
Chimie des peptides : Cours : 7,5h; TD : 5h
TP : 8h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
-Identifier et mettre en œuvre les méthodes et techniques d’élaboration et/ou de production de molécules ou de matériaux en respectant les bonnes pratiques de laboratoire.B4
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

Biochemistry, J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer, W.H. Freeman Edition, 2002.
Chimie moléculaire et supramoléculaire des Sucres, S. David, Inter Editions/CNRS Editions, 1995.
Nucleic acids in chemistry and biology, G. M. Blackburn, M. J. Gait, RCS Publishing, 2006.

Connaissances de niveau L3 Biologie-Chimie

Cours /conférences industrielles parmi : 

• Histoire de la pharmacie, identification d'une substance bioactive et les phases de développement d'un médicament
• Des endorphines aux opiacés: la morphine et ses dérivés, importance de la stéréochimie dans l'activité biologique, hémisynthèse des dérivés morphiniques et crise des opiacées et autres drogues de synthèse
• Identification de composés à activité antitumorale : du taxol au docétaxel, étude structure-activité des taxoïdes, importance des précurseurs biosynthétiques en vallée de Chevreuse.
• La révolution des antibiotiques et les biotechnologies : classes d'antibiotiques, production industrielle de la pénicilline, résistances bactériennes et conception rationnelle de substances actives. 
• Les antirétroviraux : VIH et les différentes cibles thérapeutiques, synthèse industrielle de l'AZT, les thérapies cellulaires. 
• Les biomédicaments : anticorps monoclonaux et immunoconjugués, approches vaccinales, protéines recombinantes et leur bioproduction, approches génomiques et épigénétiques, mutagénèse dirigée, thérapie génique et cellulaire, technologie CRISPR/Cas9.
• De la pharmacie à la protection des plantes : les différentes classes de composés bioactifs en protection des plantes, stimulation de la croissance des plantes, lutte contre les insectes ravageurs.
• Les kinases : une cible majeure pour le développement de thérapies ciblées
• Optimisation multiparamétriques de hits de substances bioactives : du hit au lead pharmaceutique
• Nouveaux outils en synthèse chimique et découverte de composés bioactifs : expérimentation à haut débit pour l’optimisation accélérée de voies de synthèse, biocatalyse et mutagénèse dirigée, chimie en flux, chimie des nucléotides, design et synthèse assistés par l'IA

Projet en groupe : synthétiser/préparer des composés chimiques et réaliser l'évaluation et la caractérisation de leurs propriétés chimiques et/ou biologiques pour répondre à un enjeu thérapeutique choisi par les étudiant.e.s.

S'informer sur un sujet de recherche donnée, en faire l'état de l'art, proposer une stratégie scientifique pour étudier/interagir/modifier un système biologique ou une cible donnée et la mettre en application pour validation.

Enseignement par approche projet avec avec 20 h de cours magistraux/conférences industrielles, projet de recherche en laboratoires.
Temporalité : Décembre-Avril

- Créer des stratégies pour comprendre un système ou un processus au niveau moléculaire :

• en établissant un cahier des charges, un plan de travail et de financement
• En mobilisant des savoirs et des savoir–faire méthodologiques, expérimentaux et théoriques utiles au développement d’une démarche scientifique en chimie.
• En s’informant et se documentant sur une problématique de chimie et en sachant identifier des sources d’information pertinentes.
• En respectant les principes d'éthique, de déontologie, et de responsabilité environnementale

- Concevoir, synthétiser et isoler des molécules chimiques ou biologiques :

• en proposant une voies de synthèse s'appuyant sur les méthodes et outils modernes chimiques et/ou biologiques d'élaboration de molécules complexes
• en s'appuyant sur les stratégies de chimie soutenable, éco-compatible, bio-sourcée et bio-inspirée
• en argumentant les choix faits par des données et/ou des sources d’informations fiables, vérifiables et pertinentes
• en établissant et réalisant un protocole selon les normes, dangers et bonnes pratiques de manipulations
• en maitrisant les méthodes séparatives pour isoler les molécules obtenues

- Analyser et caractériser les propriétés de molécules d'intérêt :

• en identifiant le ou les instruments adaptés
• en maitrisant les principes de la mesure réalisée, ses performances et ses limites selon l'appareillage à disposition
• en interprétant et combinant les résultats obtenus par différentes méthodes
• en utilisant les outils informatiques propres au domaine pour la prédiction, la modélisation, le traitement et l’organisation des données

Modèle du champ cristallin. Théorie des orbitales moléculaires. Connaissances de base de chimie quantique. Connaissances de base de la réactivité des complexes. Connaissances de base de cristallographie et de symétrie cristalline.

L’objectif est de définir et interpréter les propriétés électroniques et magnétiques de systèmes discrets et étendus.
Etablir des relations entre structure électronique, propriétés et applications (stockage de l’information).
Contenu 
Structure électronique des solides. 
Le modèle de Sommerfeld : théorie des électrons libres, statistique de Fermi – Dirac, quelques propriétés du gaz d'électrons libres.
Électrons dans un potentiel périodique vers les bandes d'énergie : théorème de Bloch, zones de Brillouin, électrons presque libres, métal - semi-conducteur – isolant.
Introduction aux propriétés des solides : électroniques, de transport et propriétés magnétiques.
Magnétisme moléculaire : Paramagnétisme moléculaire, loi de Curie.
Interaction d’échange au sein de complexes binucléaires, mécanisme.
Propriétés magnétiques de complexes à spin élevé.
Comportement de nanoparticules magnétiques, notion d’anisotropie.

Définir et interpréter les propriétés électroniques et magnétiques de systèmes discrets et étendus.
Etablir des relations entre structure électronique, propriétés et applications (stockage de l’information).

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Structure électronique des solides : Cours : 6h; TD : 9h; TP : 6h.
Magnétisme moléculaire : Cours : 12h; TD : 12h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires

Molecular Magnetism, Olivier Kahn, VCH Publishers, 1993.
Solid State Physics,  N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Saunders College, 1976.
Principles of the Theory of Solids, J. M. Ziman, Cambridge University Press, 1972.

Electrochemical Thermodynamic; Electrochemical Kinetic of metals. Cyclic Voltammetry

Le « rayonnement synchrotron » comme source lumineuse. Visite de SOLEIL.
Analyse de composition de surfaces et interfaces : Principes de la technique ESCA-XPS. Principes de la technique AES. Projet bibliographique.
Analyse vibrationnelle de surfaces : Rappels de spectroscopie IR, Raman (sous air), Coherent Antistokes Raman Scattering (CARS). TP « analyse vibrationnelle d’interfaces ». Projet bibliographique.
Couplage électrochimie interfaciale sur semi-conducteurs (SC) et analyse XPS : Bases de l’électrochimie des SC. Caractérisation des surfaces de SC modifiées par voie électrochimique. Visite de la plateforme XPS.
Objectifs : Se familiariser avec les sources synchrotron.
Appréhender la complémentarité de techniques standards de caractérisation de surfaces et couches minces : spectroscopies XPS et d’électrons Auger, Raman et CARS.
Appréhender la complémentarité des mesures d’électrochimie interfaciale et de l’analyse XPS pour la caractérisation de surfaces de semi-conducteurs.
Synchrotron light source. Visit of the SOLEIL machine.
Composition analysis of surfaces and interfaces: Basics of ESCA-XPS spectroscopy. Basics of AES spectroscopy. Bibliography project. 
Vibrational analysis of surfaces: IR spectroscopy overview, Basics of Raman and Coherent Antistokes Raman Scattering (CARS) spectroscopies. Lab training « vibrational analysis of interfaces ». Bibliography project.
Interfacial electrochemistry / XPS analysis coupling applied to semi-conductors (SC): Basics of electrochemistry on semi-conductors, characterisation SC surfaces electrochemically modified. Synchrotron machine as light sources for spectroscopy.
Comprehend the complementarity of standard techniques for surface and thin film characterization: XPS and AES spectroscopies, Raman et CARS spectroscopies.
Comprehend the complementarity of interfacial electrochemistry and XPS analysis for the analysis and the characterization of SC surfaces.

Se familiariser avec les sources synchrotron.
Appréhender la complémentarité de techniques standards de caractérisation de surfaces et couches
minces : spectroscopies XPS et d’électrons Auger, Raman et CARS.
Appréhender la complémentarité des mesures d’électrochimie interfaciale et de l’analyse XPS pour la caractérisation de surfaces de semi-conducteurs.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des travaux dirigés et des travaux pratiques sur la spectroscopie et un projet bibliographiques. Visite du synchrotron Soleil et visite le la plateforme
Cours : 21h; TD : 10,5h; TP : 3h; Projet Biblio : 3,5h

Classical teaching with lectures and tutorials with additional pedagogical elements on ENT (former exams, articles...). Lab training on IR spectroscopy. Soleil and XPS visits.
Temporalité : Décembre-Mars /December-March

• Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
  - Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
  - Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.AE4
  - Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            -  Communicate information and results to different audiences by being able to describe a protocol and organize its results.                                                                                                                                                                        
   -   Establish and carry out a scientific approach in theoretical or experimental chemistry,organizing the working time to achieve the fixed objectives.                                                                                                                                                                                                                        
  - Predict physico-chemical properties or the reactivity of molecules and / or materials by combining all disciplinary knowledge;                                                                                                                                                                  
  - To apprehend the properties related to the spatial organization of matter and the temporal aspects of chemical phenomena.

Notions de base de cristallochimie et de thermodynamique.

L'objectif est de rappeler et compléter les notions de base permettant de décrire les solides ioniques et les solides imparfaits et leurs propriétés. Partie A. Cristal parfait. Notion d’ordre à courte et longue portée. Modèle ionique: aspects géométriques et énergétiques. Cristal réel. Physicochimie des solides imparfaits. Défauts ponctuels, écart à la stœchiométrie, sol. Synthèse et élaboration des matériaux. Maitrise des défauts, dopage, utilisation des diagrammes de phases. Partie B. Statistique des défauts et défauts étendus. Dénombrement des défauts par la thermodynamique statistique. Notion d’entropie de configuration, taux de défauts de Schottky et de Frenkel dans les composés unaires et binaires.   Défauts et applications. Recherches bibliographiques, sur la partie défauts et applications, présentées en exposé en TD, les étudiants travailleront sur des applications quotidiennes ou futures, mettant en jeu des matériaux utilisés pour leur propriété bulk et défauts maitrisés. Le lien structure-synthèse-propriété sera ainsi traité. Défauts étendus à une, deux ou à trois  dimensions, à deux dimensions .Illustrations de la notion de propriétés extrinsèques et intrinsèques.

Rappeler et compléter les notions de base permettant de décrire les solides ioniques et les solides imparfaits et leurs propriétés.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et un projet bibliographique.
Temporalité : Décembre-Mars
Cours : 23,5h; TD : 21,5h;

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.

- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires

L3 Chimie ou L3 Chimie-Biologie.

Les objectifs seront de comprendre les effets de réduction de taille sur les propriétés optiques et magnétiques de quelques matériaux, ainsi que l’utilité de la fonctionnalisation dans les applications; de connaître quelques domaines d’applications tels que l’imagerie du vivant (fluorescence ou IRM), la thérapie du cancer (théranostic, ciblage tumoral, radio/hadron-thérapies) et la détection d’analytes ou polluants…
Programme: Introduction à la synthèse et caractérisation des nanomatériaux, nucléation croissance et modélisation associée. Synthèse, propriétés et exemples d'applications des nanoparticules inorganiques (métalliques, oxydes,QDs ...) : Fonctionnalisation et post-fonctionnalisation de nano-objets, échange de ligands. Nanoparticules de QDs et autres nano-objets pour l’imagerie du vivant. Nanoparticules pour le domaine biomédical. Capteurs.

Acquérir une connaissance des procédés de synthèse et fonctionnalisation de nanoparticules, des mécanismes de nucléation-croissance associés, des techniques de caractérisations de nanomatériaux. Comprendre les effets de réduction de taille sur les propriétés optiques et magnétiques de quelques matériaux, ainsi que l’utilité de la fonctionnalisation dans les applications. Connaître quelques domaines d’applications tels que l’imagerie du vivant (fluorescence ou IRM), la thérapie du cancer (théranostic, ciblage tumoral, radio/hadron-thérapies) et la détection d’analytes ou polluants…

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques
Temporalité : Décembre-Mars
Cours : 19,5h; TD : 12h; TP : 7h; Projet tutoré : 4,5h

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires

Programme de licence en chimie physique et chimie quantique.

Laser:
Fonctionnement d’un laser. Présentation de différents types de lasers. Applications. Utilisation des lasers en spectroscopie et dynamique.
Dynamique réactionnel et théories cinétiques de réactions:
Modèle de collisions de sphères dures. Surface de potentiel : chemin et coordonnée de réaction. Règles de Polyani. Théorie de l’état de transition : Modèle d’Eyring. Réactions Unimoléculaires, Modèle de Lindemann & Hinshelwood : critique du modèle, théories RRK/RRKM. Réaction en solution : Réaction limitées par la diffusion ou par l’activation ; Rôle du solvant. Eléments de Photochimie et Cinétique des états excités.

L’objectif de cette UE est d’une part de présenter les lasers, leurs fonctionnements et leurs utilisations comme sources en photochimie ou en spectroscopie pour le suivi de dynamique ou cinétique de réaction. D’autre part, elle vise à introduire les modèles théoriques de dynamique réactionnelle et de cinétique chimique pour l’analyse de réactions et permettre leurs applications lors d’expériences.

Cette UE s'organise sous la forme de cours, TD et TP.

Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires. Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques.

Cinétique et dynamique de réaction, M. Mostafavi, Edp, 2016. 
Chimie physique, D. A. McQuarries, J.D. Simon, Dunod, 2000. 
Chemical Kinetics and Dynamics, J. I. Steinfeld, W.L. Hase, Prentice Hall, 1998. 
Laser Physics, S.Hooker, C.Webb, Oxford Master Series, 2010.

Bachelor (L3) of chemistry or physical chemistry.

Photophysics:
Steady-state absorption and emission from solution to solid state
Time-resolved fluorescence
Processes from the excited state (solvatochromism, excimer/exciplex…)
Quenching processes (dynamic, static, FRET, electron and proton transfer…)
Applications to key aspects of societal issues
Environnement, health, energy and safety

Define and explain the fundamental principles and phenomena of photophysics.

Record and interpret steady-state and time-resolved absorption and emission spectra under appropriate experimental conditions.

Apply the scientific method to analyze and solve scientific questions.

Critically analyze and write a scientific article.

Design, conduct, and report a scientific research project.

The course combines lectures, tutorials, and conferences with additional resources available on the ENT (past exams, scientific articles, lecture notes, podcasts, and books). Some sessions focus on mind-mapping, article analysis, and serious games. Students are actively involved through reverse-class activities and investigative laboratory projects (13 h) conducted in research and teaching labs, culminating in the writing of a scientific article, guided and supported by the instructors during dedicated sessions.

Teaching emphasizes active and research-based learning, including interaction during lectures, peer learning, quizzes, project-based and game-based learning, concept mapping, and oral presentations. Students also write a scientific article related to their experimental project.

The course is delivered in partial HyFlex mode, with three simultaneous formats:

Face-to-face (Room 1IO7 – ENS Paris-Saclay) – recommended.

Synchronous online (virtual room) – request access by email the day before.

Asynchronous (recorded lectures, with the possibility to send questions and access group outputs).

Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats. Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés. Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires. Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques.

J.R. Lakowicz : Principles of Fluorescence Spectroscopy et Topics in Fluorescence Spectroscopy
B. Valeur: Molecular Fluorescence: principles and applications et New trends in Fluorescence Spectroscopy
N.J Turro: Modern Molecular Photochemistry, P. Suppau: Chemistry and light 
D. Skoog et al.: Principles of Instrumental Analysis 7th Edition

Idéalement avoir suivi l'UE Techniques d’analyse (chromatographies, spectrométrie de masse, spectroscopies optiques) et l'UE Caractérisation structurale par RMN et diffraction X du S1. Bonnes connaissances en RMN, en spectrométrie de masse, en IR et en UV-Visible

Spectrométrie de masse : En complément du tronc commun : bases thermodynamiques et cinétiques de la fragmentation ; interprétation de la fragmentation des radicaux cations (grandes classes, réarrangements, composés cycliques) ; formation et fragmentation des anions ; interprétation de la fragmentation des macromolécules biologiques ; quantification par spectrométrie de masse. 
RMN : RMN H-1, RMN C-13 et RMN hétéronucléaire de spins abondants et dilués (H-2, F-19, P-31) mono- et bidimensionnelle. Choix d’expériences en fonction des informations recherchées et points de vigilance dans l'optimisation des paramètres d'acquisition et traitement du signal; Notions d’instrumentation et aspect pratiques de l’expérience RMN. Identification et caractérisation structurale de molécules complexes (produits naturels ou molécules de synthèse) par RMN 1D et 2D homo et hétéronucléaire. Introduction à la relaxation de spins et à la diffusion translationnelle. 
Spectroscopies optique et vibrationnelle : Bases théoriques de l’absorption UV-visible et notion de chromophore. Spectroscopie Infra-rouge : Description des spectres, méthodologie d’attribution des principaux groupements fonctionnels.

Acquisition de connaissances sur les principes et les applications de techniques analytiques utilisées pour l'élucidation de structures moléculaires (spectrométrie de masse, RMN, IR et UV-visible).

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés.
Temporalité : Décembre-Mars

- Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d’organiser ses résultats.
- Etablir et réaliser une démarche scientifique en chimie, théorique ou expérimentale, de manière autonome en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
- Choisir et mettre en œuvre les méthodes de séparation et de caractérisation de composés en connaissant les principes théoriques de la mesure et étant capable d’interpréter les résultats.
- Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires 
- Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques

“Fundamental of Contemporary Mass Spectrometry”, C.Dass, Wiley, 2007.
“La spectrométrie de masse en couplage avec la chromatographie en phase gazeuse”, S. Bouchonnet, Tec et Doc, 2009.
“Modern NMR Techniques for Chemistry Research”, A.E.Derome, Pergamon, 1987.
“High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry”, T.D.W.Claridge, Elsevier Science, 2016.
"Nuclear Magnetic Resonance"" P. J. Hore, Oxford Chemistry Primers, 2015.
“La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques”, D.Bertrand et E.Dufour, Tec et Doc, 2005.
“Spectroscopie infrarouge et Raman”, R. Poilblanc et F.Crasnier, Grenoble Sciences, 2006. 
Site CHIMACTIV (Ressources pédagogiques numériques interactives dans l'analyse chimique dans les milieux complexes) http://chimactiv.agroparistech.fr/fr"

Acquérir une expérience de R&D dans un laboratoire académique ou en entreprise et y mettre en pratique les compétences acquises tout au long du M1.