Cours 2020-2021

Introduction aux phénomènes relativistes en chimie [SCHIM217]

  • 3 crédits
  • 15h
  • 2e quadrimestre
Langue d'enseignement: Français
Enseignant: Champagne Benoit

Acquis d'apprentissage

Reconnaître et comprendre les phénomènes chimiques ayant une origine relativiste.

Objectifs

Décrire et expliciter les phénomènes chimiques ayant une origine relativiste. Faire le lien avec la spectroscopie RPE et avec de nombreux phénomènes ayant un impact sur les propriétés et les signatures des molécules et des solides. 

Contenu

I.A. Introduction à la théorie de la relativité restreinte

I.A.1. Principes de la relativité classique

I.A.2. Expérience de Michelson-Morley

I.A.3. La contraction de l'espace

I.A.4. La dilatation du temps

I.A.5. Le principe de simultanéité

I.A.6. La transformation de Lorentz 

I.B. Dynamique relativiste

I.B.1. Equivalence entre masse et énergie

I.B.2. Transformation des vitesses

I.B.3. Masse relativiste

I.B.4. Energie relativiste

 

II.A. Equation de Dirac

II.A.1. recherche d'une équation relativiste

II.A.2. L'équation de Dirac

II.A.3. fonctions de base cinétiquement balancées

II.A.4. L'atome d'hydrogène et les hydrogénoïdes en base de Slater

II.B. Conséquences

II.B.1. Le spin

II.B.2. La RPE

II.B.3. Le couplage spin-orbite

 

Table des matières

I.A. Introduction à la théorie de la relativité restreinte

I.A.1. Principes de la relativité classique

I.A.2. Expérience de Michelson-Morley

I.A.3. La contraction de l'espace

I.A.4. La dilatation du temps

I.A.5. Le principe de simultanéité

I.A.6. La transformation de Lorentz 

I.B. Dynamique relativiste

I.B.1. Equivalence entre masse et énergie

I.B.2. Transformation des vitesses

I.B.3. Masse relativiste

I.B.4. Energie relativiste

 

II.A. Equation de Dirac

II.A.1. recherche d'une équation relativiste

II.A.2. L'équation de Dirac

II.A.3. fonctions de base cinétiquement balancées

II.A.4. L'atome d'hydrogène et les hydrogénoïdes en base de Slater

II.B. Conséquences

II.B.1. Le spin

II.B.2. La RPE

II.B.3. Le couplage spin-orbite

 

Description des exercices

/

Disciplines

Physico-chimie générale
Chimie quantique

Pré-requis

Advanced Theoretical Chemistry [SCHIM102] et Chimie physique moléculaire [SCHIB303]

Méthodes d'enseignement

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

Les principaux concepts liés aux phénomènes relativistes en chimie sont présentés au tableau ou par diaporama et sont illustrés par des applications pratiques en relation avec les données expérimentales.

Mode d'évaluation

Les modalités d'enseignement et d'évaluation des unités d'enseignement ont été rédigées en fonction de la situation à la rentrée académique 2020-2021. Cependant, ces modalités pourraient faire l'objet de modifications en fonction de l'évolution de la crise sanitaire liée à la covid-19. Les étudiants seront informés de toute modification de la situation générale (passage à l'enseignement à distance partiel ou complet) par les autorités de l'UNamur tandis que les modifications propres à chaque unité d'enseignement leur seront communiquées par les enseignants, via webcampus

L'évaluation consiste en la rédaction du résumé d'un article (en mettant en évidence les liens avec le cours) et sa présentation au professeur en 15-30 minutes.

Sources, références et supports éventuels

K.G. Dyall and K. Faegri, Jr, Introduction to Relativistic Quantum Chemistry, (Oxford University Press, Oxford), (2007). E. Biémont, Spectroscopie atomique - instrumentation et structures atomiques, (De Boeck, Bruxelles, 2006). F. Gerson and W. Huber, Electron Spin Resonance Spectroscopy of Organic Radicals, (Wiley-VCH, Weinheim, 2003) H. Friedrich, Theoretical atomic physics, (Springer, Berlin, 1998). L. Pisani et al., J. Chem. Educ. 70, 894 (1993)

Langue d'enseignement

Français

Lieu de l'activité

NAMUR

Faculté organisatrice

Faculté des sciences
Rue de Bruxelles, 61
5000 NAMUR

Cycle

Etudes de 2ème cycle