Cours 2020-2021

Spectroscopic Methods for Characterization of Materials [SCHIM104]

  • 3 crédits
  • 18.75h+15h
  • 1er quadrimestre
Langue d'enseignement: Anglais / English
Enseignant: Aprile Carmela

Acquis d'apprentissage

En s’appuyant sur les acquis des cours de Bac III et en particulier du cours de Chimie Physique, ce cours permet aux étudiants d'avoir une maitrise des techniques les plus utilisées pour la caractérisation des matériaux à l’état solide.

Au terme de son apprentissage, l’étudiant(e) sera en mesure de :

  • Comprendre les principes de la RNM à l’état solide (MAS, CP , DE…)
  • Prévoir l’allure ou analyser un spectre 29Si, 13C, 27Al RMN à l’état solide pour un certain nombre de matériaux
  • Avoir une vision d’ensemble des potentialités de la RNM à l’état solide
  • Comprendre les principes de la spectroscopie vibrationnelle IR et Raman
  • Prévoir l’allure ou analyser des spectres type d’IR et Raman
  • Décrire l’utilisation de molécules sonde (surtout pour la caractérisation de l’acidité de solides).

Objectifs

Ce cours vise à mettre en place les bases nécessaires afin de permettre aux étudiants d'analyser la structure des solides inorganiques ou organiques/inorganiques en combinant plusieurs méthodes d'analyses spectroscopiques.

L’utilisation d’exemples provenant d’articles récents permet aux étudiants de voir le lien avec la recherche actuelle dans plusieurs domaines. A la fin du cours l’étudiant sera capable d’identifier la/les technique(s) la/les plus appropriée(s) pour la caractérisation structurelle d’un matériau donné.

Contenu

Voir la table de matières

Table des matières

1. Introduction. Characterization: a portfolio of modern methods

2. Classification of the most used techniques

3. Solid State Nuclear Magnetic Resonance (NMR). Mainly 29Si, 27Al, 13C and some specific applications concerning 1H NMR.

4. Other important nuclei in materials chemistry: an overview

5. Electron Paramagnetic Resonance (EPR)

6. Fourier Transform IR (FTIR) and Raman Spectroscopy (RS) applied to materials chemistry: silicates, aluminosilicates, metal and metal oxides, carbon nanostructures

 

Description des exercices

Les travaux pratiques  ont pour but de visiter certains instruments de caractérisation du département (RMN, AFM, IR, UV….) et d'appliquer les concepts théoriques à des exemples concrets.

Les travaux dirigés consistent en un travail de groupe (3 étudiants) sur un exemple récent tiré de la littérature avec présentation/discussion. A partir d'un descriptif d'un matériau, les étudiants doivent être capables d'identifier les techniques les plus appropriées à sa caractérisation et de justifier leur choix.

Il s'agit d'un approche interdisciplinaire basée sur les connaissances que les étudiants ont acquises (ou en apprentissage).

 


Pré-requis

Les unités d’enseignement d’une des propositions suivantes:

  1. Chimie physique : spectroscopie [SCHIB301]
  2. Chimie inorganique [SCHIB305]
  3. Chimie physique moléculaire [SCHIB303]

Méthodes d'enseignement

Le cours est donné sous forme d'un exposé magistral s'appuyant sur un "PowerPoint" (disponible en format PDF à l'avance sur WebCampus)

Mode d'évaluation

L'unité d'enseignement est constituée de trois activités d'apprentissage :

- le cours théorique

- les travaux dirigés (exercices) (TD)

- les travaux pratiques (laboratoires) (TP)

Les TPs de RMN à l’état solides seront organisés en collaboration avec le Dr. Luca Fusaro.

Chacune de ces activités d'apprentissage est évaluée.

Les notes finales de TP et de TD sont acquises définitivement à la fin des activités correspondantes. En cas d’examen en 2°session, la note de TP/TD acquise sera reportée.

Pour valider les crédits de l'unité d'enseignement l'étudiant(e) doit obtenir une note moyenne pondérée d'au moins 10/20.

La moyenne pondérée pour l'unité d'apprentissage est calculée comme suit :  examen écrit en session (70%), note finale acquise pour TD (20%), note finale pour TP (10%) .

Les modalités d'évaluation pourront être modifiées si la situation sanitaire (COVID-19) l'exige.

En cas d’adaptation des modalités d’évaluation et/ou d’enseignement, les étudiants seront informés à l'avance via WebCampus.

Langue d'enseignement

Anglais / English

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 2ème cycle