M1 Chimie - Voie Fréderic Joliot-Curie

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

Programme de licence en chimie physique, chimie organique et inorganique.

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 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.

Cette UE est organisée en cours et TD.

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

Programme de licence en chimie physique.

Spectrométrie de masse :
Fondamentaux de spectrométrie de masse.
Architecture d’un spectromètre de masse.
Sources d’ionisation : Impact électronique, Ionisation chimique, Electrospray et MALDI. Interprétation des spectres de masse (IE, IC, ESI). Analyseurs de masse : TOF, Analyseur magnétique, quadripôle. Les pièges à ions : Orbitrap, FT-ICR, Piège de Paul.
Spectrométrie de masse tandem : Application aux séquençages de peptides.
Méthodes de fragmentation peptidique en phase gazeuse : CID, ECD.

Chromatographie :
Généralités et notions fondamentales de chromatographie.
Quantifier en chromatographie.
Chromatographie en phase gazeuse (généralités sur la CPG, appareillage, séparation en CPG, évolution de la CPG).
Chromatographie en phase liquide (généralités sur l'HPLC, appareillage, séparation en HPLC, évolution de l'HPLC).

Conclusion. Couplage chromatographie/SM

L’objectif du cours est de donner aux étudiants un aperçu des différentes méthodes physico-chimiques d’analyse.

Cette UE est divisée en deux parties, spectrométrie de masse et chromatographie, et organisé en cours et TD. 

Travaux pratiques : 
1- TP de 4 h sur le Couplage chromatographie/SM : Prise en main d’un appareil de GC-MS. Application à l’identification du mélange de Grob. 
2- TP de 4 h de spectrométrie de masse : Prise en main d’un piège à ion. Etude de la structure d’un peptide par CID et spectroscopie IRMPD. La réactivité de molécules d’intérêt biologique et leur structure seront sondées en phase gazeuse en activant les ions correspondants, produits par une source Electrospray, avec des collisions avec un gaz rare ou bien par absorption des photons provenant d’un laser à CO2 à 10.5 µm ou OPO/OPA dans la gamme IR 2500-3800 cm-1.

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.

Mass spectrometry: a textbook, Gross, Spring Edition. 
Spectrométrie de masse : cours et exercices corrigés, Hoffmann, Stroobant, 3e édition. – Paris.

Programme de licence de chimie en thermodynamique électrochimique, cinétique formelle, cinétique réactionnelle en phase homogène et concepts de base de mécanique quantique.

Spectroscopies optiques:
Introduction à la structure moléculaire : structures électroniques, vibrationnels et rotationnels de molécules polyatomiques, hypersurfaces de potentiel et fonctions d'onde vibroniques
Spectroscopie électronique – UV, visible : diagramme de Jablonski, spectroscopies d’absorption et de fluorescence/phosphorescence
Spectroscopie de vibration-rotation (IR) et spectroscopie rotationnelle : spectroscopie de rotation-vibration, modèle simplifié de la vibration dans les molécules organiques, spectroscopie de rotation pure

Electrochimie:
Comprendre la problématique cinétique en électrochimie, via les différents modèles du transfert électronique (Butler-Volmer, Marcus) et la relation avec la cinétique du transport de matière.
Savoir interpréter une courbe intensité-potentiel.
Comprendre le fonctionnement et l’utilisation des techniques électrochimiques courantes (potentiométrie, (volt-)ampérométrie, méthodes à balayage de potentiel et impulsionnelles). Comprendre comment la réaction électrochimique est influencée par des réactions chimiques couplées (aspects thermodynamiques & cinétiques) sur des mécanismes simples.

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, vibrationnelle et rotationnelle comme outils de description des molécules et d’analyse chimique.

Electrochimie:
Comprendre les mécanismes mis en jeu dans la réaction électrochimique, notamment sur le plan cinétique : rôle du transport de matière, cinétique du transfert d'électron, couplage avec des réactions chimiques en phase homogène. 
Connaître le fonctionnement des techniques électrochimiques d'analyse, stationnaires et non stationnaires.

L'UE est divisée en deux parties : spectroscopies optiques et électrochimie. L'UE est organisée en cours et TD. Pour la partie électrochimie, une demi-journée de TP par étudiant pour mettre en oeuvre les techniques voltampérométriques de base.

Le cours de la partie "spectroscopies optiques" pourra être enseigné en utilisant une modalité de type "classe inversée".

Spectroscopie :
Spectroscopie, Hollas, Dunod, 1998
Identification spectrométrique de composés organiques, Silverstein, Bassler et Morrill, DeBoeck & Larcier, 1998
Physical Chemistry,Atkins, DeBoeck, 2009

Electrochimie:
Electrochimie : des concepts aux applications, Miomandre et al., Dunod, 4ème édition, 2019
Electrochimie : concepts fondamentaux, Lefrou et al., EDP Sciences, 2013

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.

Programme de licence en chimie organique.

Chimie organique : Oxydations, Réductions, Aldolisation dirigée, Contrôle stéréochimique des condensations aldoliques mixtes, Réaction de Mannich et réactions apparentées.
Organométalliques : Propriétés des complexes, Réactions fondamentales, Applications stœchiométriques et catalytiques en synthèse organique.

L’objectif de cette UE est de renforcer la connaissance en chimie organique via les réactions de formation de liaison C-C et les oxydo-réductions. En chimie organométallique, l’étude de la structure et des propriétés des complexes des métaux de transition permettra de développer quelques applications synthétiques (stœchiométriques et surtout catalytiques) en synthèse organique.

L'UE est divisée en deux parties, chimie organique et chimie organométallique, et organisée en cours et TD. Elle est complétée par une journée de travaux pratiques pour réaliser une synthèse multi-étape d’une molécule d’intérêt biologique, et une synthèse catalysée par des réactifs organométalliques.

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.

Chimie Organique, Clayden, Greeves, Warren Wothers, DeBoeck
Chimie Organique Avancée, Carey et Sundberg, DeBoeck Université
Protecting Groups, P. Kociénski, Thieme ; Organic Synthesis, J. Fuhrhop, G. Penzlin, VCH
The Organometallic Chemistry of Transition Metals, R.H. Crabtree, Wiley Interscience. 
Organometallic Chemistry, G.O.Spessard, G.L.Miessler, Prentice Hall.

Programme de licence en chimie physique et chimie quantique

Spectroscopie RMN:
Introduction à la RMN : principes, caractéristiques, de l’échantillon à la mesure.
RMN pulsée : modèle vectoriel comme base des expériences de RMN.
Déplacement chimique, couplage scalaire, systèmes de couplage observés dans les molécules organiques.
Relaxation : théorie, mesure et conséquences sur le signal. Effet NOE.
RMN bidimensionnelle : characterisitiques d'une expérience RMN 2D et quelques exemples

Spectroscopie RPE:
Phénomène de résonnance paramagnétique électronique : l’instrumentation, le signal.
Couplage spin électronique / spin nucléaire, anisotropie.
Couplages électroniques intra- et intermoléculaires.

L'objectif de cette UE est d'initier les étudiants aux techniques de détermination des structures des composés organiques et inorganiques par RMN. Une introduction à la RPE sera aussi proposée.

La partie RMN de cette UE est constituée de 20h (5 cours de 2h, 5 TD de 2h). Elle est partagée avec les étudiants de l’Institut Polytechnique de Paris (IPP) et a lieu en anglais. La partie d’introduction à la RPE (4h) a lieu à l’Université Paris Saclay.

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.

Understanding NMR spectroscopy, J. Keeler, Wiley
Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonnance 2nd Edition, M. H. Levitt, Wiley
Basic One and Two-dimensional NMR spectroscopy, H. Friebolin, Wiley

Programme de l'UE Chimie Organique avancée et Chimie Organométallique (M1-FJC) ou équivalent.

Cours d'introduction générale :
- Molécules biosourcées
- Procédés et métriques de la chimie verte
Accompagnement à la création d'une séquence pédagogique sur un aspect au choix de la chimie durable :
- Séance de lancement avec choix du thème et identification de ressources bibliographiques 
- Suivi par un enseignant référent
Séances de restitution des séquences pédagogiques :
Présentation de 15 min par groupe + 15 min de questions

L'objectif de cette UE est de familiariser les étudiants avec les grands principes de la chimie durable, particulièrement dans le contexte de la chimie moléculaire de synthèse.

Cours d'introduction aux grands principes de la chimie durable.
Travail de recherche bibliographique (mêlant ouvrages académiques et articles de recherche)
Construction en petits groupes d'étudiants de séquences pédagogiques permettant d'approfondir certains aspects du cours, qui seront présentées lors d'une séance de restitution. Ces séquences auront vocation à être archivées et amendées par les étudiants des promotions ultérieures.

Travaux en petits groupes d'étudiants pour la réalisation de séquences pédagogiques.

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.

Programme de l'UE Chimie Organique avancée et Chimie Organométallique (M1-FJC) ou équivalent.

Groupements protecteurs
Stratégie de synthèse multi-étape

L'objectif de cette UE est de présenter quelques stratégies générales de synthèse multi-étapes, mettant notamment en jeu l'utilisation de groupements protecteurs

Cette UE est organisée en cours et TD.

Programme d'électrochimie de l'UE Electrochimie et spectroscopies optiques (M1-FJC) ou équivalent.

Cinétique du transfert électronique : le modèle de Marcus
Méthodes stationnaires et non stationnaires en électrochimie
Analyse cinétique et mécanistique par voltamétrie cyclique
Mécanismes avec réactions chimiques couplées (CE, EC). Notion de diagramme de zones.

L'objectif de cette UE est d'approfondir les notions d'électrochimie, en décrivant notamment quelques méthodes pour les études cinétiques et mécanistiques des réactions chimiques.

Cette UE est organisée en cours et TD.

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.
 

Appréhender les propriétés liées à l’organisation spatiales de la matière et les aspects temporels des phénomènes chimiques.

Programme de l'UE Méthodes physico-chimiques d'analyse (M1-FJC) ou équivalent.

Spectrométrie de masse :
- Approfondissements sur les différentes sources et analyseurs de masse couramment utilisés en recherche. Présentation des techniques d’activation des ions telles que l’ECD et la spectroscopie IRMPD. Applications. Introduction aux principes et aspects théoriques de la spectrométrie de mobilité ionique. 
- Contrôle continu sous la forme de projets Bibliographiques sur thématiques abordées en cours. Evaluation du projet : rapport écrit sur le projet + exposé oral sur un créneau de 20 min pour présenter le projet développé en groupe. 
Chromatographie:
Couplage chromatographie/spectrométrie de masse

L'objectif de cette UE est d'approfondir les notions portant sur la spectrométrie de masse et la chromatographie et d'aborder le couplage de ces deux techniques.

Cette UE est organisée en cours et TD et met également en jeu des projets bibliographiques sur les thèmes abordés.

Travaux bibliographiques en petits groupes (rapport écrit succint et présentation orale)

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.

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.

Thermodynamique classique macroscopique (fonctions et variables d’état, principes, potentiels thermodynamiques), bases de mécanique quantique, mécanique classique du point, notions de statistiques (probabilités, moyenne, variance)

Cette UE est composée de deux parties.
La première concerne la présentation des fondements de la thermodynamique statistique et son application à l’étude des systèmes chimiques. Les notions clés de la physique statistique sont introduites (ensembles, entropie statistique, distributions de Boltzmann, moyenne d’ensemble) et appliquées au calcul de grandeurs thermodynamiques.
La seconde partie présente les deux grandes méthodes de simulation moléculaire (dynamique moléculaire et méthode Monte Carlo) dans une approche classique de mécanique moléculaire

L’objectif de cette UE est de fournir les concepts nécessaires pour comprendre le lien entre la description microscopique d’un système et les observables macroscopiques.
Les connaissances abordées doivent permettre aux étudiants d’appréhender un article scientifique dans le domaine des simulations moléculaires.

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

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 Physique, Atkins, ed. de Boeck
Elements de physique statistique , S. Vauclair, InterEditions
Physique statistique, Diu, ed. Hermann
Introduction to Modern Statistical Mechanics, D. Chandler, ed. Oxford University Press.

Programme de licence en chimie inorganique.

Structure électronique et niveaux d'énergie dans les complexes des métaux de transition:
Symétrie, invariance de l'hamiltonien, approximation de Born-Oppenheimer, termes spectroscopiques, produit direct
Ion libre, approximation monoélectronique
Modèle électrostatique, approches champ fort et champ faible
Termes spectroscopiques des complexes

Chimie et propriétés des complexes:
Stabilité et labilité. Effet chélate
Mécanismes des réactions de substitution et de transfert d'électrons
Applications : modèle du transfert d’électrons dans les complexes à valence mixte

Spectroscopie UV-visible :
Différents types de transition : ligand, CT, d-d
Transitions d-d pour les complexes de symétrie octaédrique. Cas d1, d9. Effet Jahn-Teller.
Transitions d-d pour les complexes de symétrie octaédrique. Diagrammes de Tanabe Sugano : (d2, d8), (d3, d7), (d4, d6), d5
Règles de sélection.
Complexes centro-symétriques octaédriques ou plan carré. Rôle des vibrations. Influence de la température.

Cette UE a pour objectif de donner aux étudiants une formation avancée sur les concepts théoriques qui guident la structure électronique des complexes des métaux de transition ainsi que sur les spectroscopies qui permettent leur caractérisation.

Cette UE est sous forme de cours-TD intégrés.

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.

Programme de licence en chimie physique et chimie quantique

•Getting acquainted with the state-of-the-art methods to compute molecular properties
•Mastering the basic use of a quantum chemistry package and visual interface
•Learning how to approach a physical/chemical question based on computational chemistry
•Evaluating the performance and validity of the used calculation method
•Employing experimental data or high-level quantum-chemistry calculations to support and to benchmark numerical results.

The main pedagogical objective is to see how electronic structure theories and approximation methods perform when dealing with realistic chemical and physical problems. Various electronic structure methods will be encountered: Hartree-Fock self-consistent field, density functional theory, and post-Hartree-Fock. Strengths and limitations of these methods will be discussed. Typical concepts encountered in quantum chemistry will be introduced, such as atomic basis sets, electronic correlation, restricted and unrestricted Hartree-Fock calculations.

Applications will focus on determining structure and energetics of organic and organometallic molecules, optical spectra, or transitions states.

Classical teaching with lectures and hands-on training in computer classes. This teaching unit will be shared with IPP students.
Each lecture is followed by a 2hrs work in the computer lab. A short research project will be performed by the student for the final examinatin.

Personal and independent work is expected during the hands-on training, during which various chemical and physical problems will be tackled bases on quantum chemistry methods. To carry on the research projects, the students are required to apply the quantum-chemistry methods and the analysis tools that have been introduced during lectures and hands-on training.

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.

R. Leach, Molecular modelling : principles and applications. Addison Wesley Longman, 2001 (2ème édition).

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

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.

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.

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

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. 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.