M1 Chimie - Site Orsay

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés et mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, ...). 2 groupes de TD sont prévus. Répartition horaire : Spectroscopies optiques : Cours : 9h ; TD 7,5h Chromatographies : Cours : 8h ; TD 7,5 h Spectrométrie de masse : Cours : 9h ; TD 9h.

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.

L3 de chimie.

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

Septembre - Octobre - Novembre.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 3 groupes de TD sont prévus. Répartition horaire : Sol-gel : Cours : 12h ; TD 12h Chimie organique de conjugaison : Cours 8h ; TD : 8h Fonctionnalisations de surfaces : Cours : 5h ; TD 5h.

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.

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

"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.

Septembre - Octobre - Novembre.

ORSAY

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.

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.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier.

ORSAY

Ce module comporte des séminaires/ateliers à choix pour aider à l’insertion professionnelle, de l'auto-formation sous forme de MOOC, de vidéos et des exposés.

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.
- des problématiques organisationnelles, économiques et scientifiques des entreprises afin de les aider dans leur recherche de stage et pour leur future insertion professionnelle.
- de la gestion de projets par autoformation à l'aide d'un MOOC /Vidéo.
- l'hygiène et la sécurité en entreprise.
Ce module comporte également des séminaires/ateliers à choix pour aider à l’insertion professionnelle qui portent sur:
- la rédaction de CV et lettre de motivation et de pitch/entretien
- l'éthique et l'intégrité scientifique
- les métiers de la recherche
- l'entreprenariat.

Aucun.

Septembre - Octobre - Novembre.

ORSAY

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. Du fait de la disposition des appareils d'analyse sur plusieurs salles, deux enseignants encadrent certains types de TP.

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.

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.

"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

Novembre - Décembre - Janvier - Février.

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Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des Travaux dirigés avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 2 groupes de TD sont prévus. Répartition horaire : RMN : Cours : 15,5h ; TD 18h RX : Cours 9h ; TD : 7,5h.

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.

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.

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

Septembre - Octobre - Novembre.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des travaux dirigés, avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (diaporamas, annales, articles...). 2 groupes de TD sont prévus. Répartition horaire : Chimie Organique : Cours : 12h ; TD 12h Chimie Inorganique : Cours : 12h ; TD 12h Modélisation Moléculaire : Cours : 3h.

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.

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

"Structures 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.

Septembre - Octobre - Novembre.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - chimie des milieux naturels : Cours : 12 h ; TD 6 h ; TP 8 h - analyses de polluants : Cours 6 h ; TD 6 h - chimie verte : Cours 6 h ; TD 6 h Un sortie sur le terrain est prévue pour faire des prélèvements d'eau en différents points d'un cour d'eau afin de les analyser ensuite en en travaux pratiques pour déterminer certains paramètres (DCO, DBO...).

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.

Chimie organique et chimie analytique de niveau L3 Chimie.

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - Cours : 17,5 h ; TD 16,5 h ; TP 16 h.

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,…).

Chimie organique de niveau L3 Chimie.

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement composé de cours/TD/TP et d'une visite d'une installation. CM: 30h, TD: 12h, TP: 8h, Projet 4h.

Comprendre l’interaction rayonnement-macromolécules biologiques de l’échelle moléculaire à l’échelle cellulaire : Etude et compréhension des mécanismes mis en jeu, implication dans le développement de pathologies, le diagnostic et les traitements.
Photochimie (UV-Vis-IR proche)
• Différents types et dispositifs, mécanismes moléculaires, couplages de techniques pour des approches multimodales
• Dommages-pathologies : effets sur l’ADN, carcinogénèse, effets secondaires des thérapies
• Diagnostic et Traitements (mode d’action des photosensibilisateurs)
Rayonnement ionisant
• Différents types et dispositifs, mécanismes, couplages avec les approches optiques
• Dommages-pathologies : dommages aux macromolécules biologiques (ADN, protéines, lipides), accidents nucléaires, effets secondaires des radiothérapies
• Diagnostic (RX, scintigraphie) et Traitements (radiothérapie, Curiethérapie, protonthérapie
Processus de réparation, mort cellulaire et effets sur l’organisme
Analyse d’articles scientifiques
Visite d’une installation permettant des études de photochimie ou de radiation: synchrotron SOLEIL, centre de protonthérapie d’Orsay par exemple
TP : Analyse des dégradations de macromolécules biologiques.

L3 de Chimie ou Biologie.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

TP et apprentissage distanciel Répartition horaire : TP : 40 h et apprentissage distanciel 8 h. 2 groupes de TP avec 5 séances de 8h par groupe sont prévus. Du fait de la disposition des appareils d'analyse TP sur plusieurs salles, deux enseignants encadrent chaque séance de TP.

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) et la chromatographie liquide haute performance (HPLC-DAD, FLD) et l’IR. Un travail préparatoire aux TP sera réalisé à distance en amont des séances de TP.

Idéalement avoir suivi le TC du S1 et les deux autres UE de la plateforme chimie analytique. Bonnes connaissances en chromatographie, détection, préparation d'échantillons; quantification et détermination structurale par SM et IR. Niveau C2i.

"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.

Mars.

ORSAY

Cours ; TD Répartition horaire : RMN : Cours : 9 h ; TD 9 h Spectrométrie de masse : Cours 10,5 h ; TD : 10,5 h IR, UV-visible : cours 6 h ; TD 6 h.

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.

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.

“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,

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Cours ; TD et TP Répartition horaire : Préparation d'échantillons : Cours : 7,5 h ; TD 7,5 h Analyse quantitative : Cours 7,5 h ; TD : 7,5 h Outils statistiques : cours 10,5 h ; TP 10,5 h (2 groupes de TP).

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.

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.

"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.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Classical teaching with lectures and tutorials with additional pedagogical elements on ENT (former exams, articles...). Active participation of students (reverse courses). Investigative practical courses as projects. Practical courses in research and teaching laboratories. 2 groups of TPs are planned. 2 sessions of 1,75 hours of conferences. Time distribution : electrostimulation: Course: 5.25h; TD 3.5h Photostimulation: Course 12,25h : TD 10,5h.

Key aspects of societal challenges: health and energy
- Photophysics: Physical properties from the excited state (solvatochromism, excimer/exciplex, Pka, redox properties...)
- Quenching processes (FRET, electron and proton transfer)
- Electrochemistry and light: photochemistry, electrochromes, electrochimiluminescence
Applications (in condensed phase)
- Molecular sensors / photochromism / surface plasmon
- Opto-electronic components, photoelectrolyzers, displays.

Bachelor (L3) of chemistry or physical chemistry.

JP Launay et M. Verdaguer: Electrons in Molecules: From Basic Principles to Molecular Electronics, Y. Jean & F. Volatron: Structure électronique des molécules vol1 et 2, G. Herzberg: Molecular spectra and molecular structure. Vol. 1 & 3, 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 F. Miomandre, P. Audebert : Luminescence in Electrochemistry, Springer, 2017.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement avec cours magistraux, travaux dirigés et travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...).1 groupe de TD est prévu et 2 groupes de TP. TP sur Contrôle chimique des plasmons de surface de nanoparticules métalliques et Synthèse nanoparticules d’or, ferrofluides aqueux, polymères de coordination. TP/TD sur imagerie de fluorescence.

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.

L3 Chimie ou L3 Chimie-Biologie.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY - VERSAILLES

Enseignement de type classique en deux parties avec cours magistraux, travaux dirigés et travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT. 1 groupe de TD et 4 groupes de TP sont prévus. Travaux pratiques: 1) Etude de la désactivation collisionnelle l’iode moléculaire excité en phase gazeuse; 2) Etude de la dynamique des états excités du pyrène et de son excimère : Compétition entre déclin unimoléculaire et quenching bimoléculaire; TP3) Cinétique Chimique par Photolyse-éclaire et Absorption Transitoire (4h) : Déclin unimoléculaire de l’état triplet de l’anthracène en phase solide. Etude cinétique de la photoisomérisation d’un colorant laser. Suivie d’une réaction de second ordre entre espèces radicalaires formées par photolyse-éclaire.

L’objectif de ce module 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, il 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.
Laser (CM : 8, 75 h, TD : 8,75 h) 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 (CM : 10.5, TD : 10h, TP : 12h) 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.

Cinétique et spectroscopie de niveau L3.

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.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Cours ; TD Répartition horaire : RMN : Cours : 9 h ; TD 9 h Spectrométrie de masse : Cours 10,5 h ; TD : 10,5 h IR, UV-visible : cours 6 h ; TD 6 h.

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.

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.

“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,

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux et des travaux dirigés et travaux pratiques (annales, articles...). 1 groupe. L'encadrement en TP est assuré par deux enseignants. Deux parties: Structure électronique des solides et Magnétisme Moléculaire.

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.

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.

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.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Classical teaching with lectures and tutorials with additional pedagogical elements on ENT (former exams, articles...). Lab training on IR spectroscopy. Soleil and XPS visits. Articles analyse as project (2 lectures for the oral presentation of the project).

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.

Electrochemical Thermodynamic; Electrochemical Kinetic of metals. Cyclic Voltammetry.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY - VERSAILLES

Enseignement de type classique avec des cours Magistraux et des travaux dirigés. 1 groupe. Deux parties. Parie A: Du cristal parfait au cristal réel. Partie B: • Statistique des défauts et défauts étendus. Projet bibliographique: les étudiants travailleront sur des applications quotidiennes ou futures, mettant en jeu des matériaux utilisés pour leur propriété bulk (cristal ‘parfait’) et défauts maitrisés. Le lien structure-synthèse-propriété sera ainsi traité.

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.

Notions de base de cristallochimie et de thermodynamique.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY - VERSAILLES

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. Synthèse organique : Cours : 10,5 h ; TD 10,5 h ; TP 8 h chimie organométallique : Cours 10,5 h ; TD 10,5 h.

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 …).

Notions de chimie organique et de chimie de coordination niveau L3.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. Cours : 21 h ; TD 21 h ; TP 8 h.

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.

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Stage de 3 mois minimum, en Recherche et Développement, en entreprise ou dans laboratoire de recherche public.

Stage de 3 mois minimum, en Recherche et Développement, en entreprise ou dans laboratoire de recherche public.

Avril - Mai - Juin.

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - Glycochimie : Cours : 9 h ; TD 5 h ; - Chimie des nucléotides : Cours 9 h ; TD 5 h - Chimie des peptides : Cours 9 h ; TD 5 h - TP 8 h.

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 nucléotides : Rappel de la structure et des propriétés des acides nucléiques ; Synthèse des nucléosides, puis des nucléotides ; Synthèse manuelle et automatisée des oligo-déoxyribonucléotides (ADN); Synthèse des oligo-ribonucléotides (ARN) ; 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.

Chimie organique de niveau L3 Chimie.

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.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. Production de molécules optiquement actives : Cours : 10,5 h ; TD 10,5 h ; TP 8 h Hétéroéléments en synthèse organique : Cours 10,5 h ; TD 10,5 h.

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.

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

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - Enzymes et catalyse : Cours : 6 h ; TD 9 h ; TP 8 h - chimie des métalloprotéines : Cours 7,5 h ; TD 6 h - Biocatalyse et bioconversions : Cours 7,5 h ; TD 6 h.

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.

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - chimie des milieux naturels : Cours : 12 h ; TD 6 h ; TP 8 h - analyses de polluants : Cours 6 h ; TD 6 h - chimie verte : Cours 6 h ; TD 6 h Un sortie sur le terrain est prévue pour faire des prélèvements d'eau en différents points d'un cour d'eau afin de les analyser ensuite en en travaux pratiques pour déterminer certains paramètres (DCO, DBO...).

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.

Chimie organique et chimie analytique de niveau L3 Chimie.

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY

Enseignement de type classique avec des cours magistraux, des Travaux dirigés et des travaux pratiques avec mise à disposition d'éléments pédagogiques complémentaires sur l'ENT (annales, articles...). 1 groupe de TD est prévu. - Cours : 17,5 h ; TD 16,5 h ; TP 16 h.

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,…).

Chimie organique de niveau L3 Chimie.

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

Décembre - Janvier - Février - Mars.

ORSAY