COURS DE CHIMIE GENERALE

Ce manuel s'adresse aux étudiants en chimie de 2e et 3e cycle des Universités, aux élèves des Grandes Ecoles et aux enseignants et chercheurs non théoriciens. L'essentiel de l'ouvrage développe les principes de la chimie quantique qualitative parfois appelée "chimie orbitalaire". Ces principes sont appliqués à une étude systématique des notions classiques de la chimie moléculaire : études des structures géométriques et électroniques en chimie organique et inorganique, effets électroniques des substituants sur les centres réactifs et sur la stabilité des intermédiaires de réaction. Les principaux mécanismes réactionnels en chimie organique sont analysés à l'aide des méthodes des orbitales frontalières (méthode de Fukui), la méthode de corrélation des orbitales et des états et la méthode de l'aromaticité de l'état de transition. Un dernier chapitre est consacré à une initiation aux diverses méthodes modernes de calcul quantique, dont le foisonnement et la terminologie parfois sibylline sont propres à décourager le non-spécialiste. On s'est efforcé de donner un aperçu des techniques les plus répandues en réduisant au maximum les développements mathématiques dont les plus classiques sont cependant présentés en annexe. Un supplément présente un petit Atlas d'orbitales calculées de quelques molécules-types de la chimie organique.

Cet ouvrage s'adresse en priorité aux étudiants préparant le concours des études médicales (PCEM) et à ceux de 1e année de faculté de Pharmacie. Tenant compte de la réduction, depuis 1993, du volume horaire dévolu à la Chimie générale, il se limite strictement aux connaissances généralement exigées des candidats dans cette discipline. Dans une optique pragmatique, sans pour autant sacrifier la rigueur, on a souvent préféré faire appel au sens physique plutôt qu'à des démonstrations laborieuses, à des exemples simples et concrets plutôt qu'à des généralisations abstraites. En outre, on n'a pas hésité à détailler plus longuement certaines notions de base qui apparaissent au chimiste confirmé comme allant de soi, mais dont l'expérience de l'enseignement révèle de fréquentes difficultés d'assimilation par l'étudiant débutant. On s'est de plus efforcé, dans cette troisième édition refondue, de combler quelques lacunes dues à des différences de programme entre les divers CHU. Malgré la limitation volontaire de son contenu, cet ouvrage présente un large panorama de la Chimie générale qui peut constituer, d'une part, une initiation pour tout lecteur ayant le niveau du baccalauréat scientifique et, d'autre part, un résumé utile des connaissances de base pour les étudiants préparant un Deug scientifique ou les concours d'aptitude au professorat dans l'enseignement secondaire.

Résumé : La mécanique quantique a porté un nouvel éclairage sur la Chimie à partir des années 60, avec le développement de méthodes qualitatives ou semi-quantitatives qu'on convient d'appeler "Chimie Orbitalaire" (K Fukui, R Hoffmann, tous deux prix Nobel en 1981). Diverses expériences nous ont persuadés de l'intérêt pédagogique d'un recours systématique aux orbitales moléculaires dans l'enseignement de la chimie organique, avec des prérequis minimes de "chimie théorique". Aussi présentons-nous un exposé de la Chimie organique élémentaire à partir de la structure orbitalaire des molécules. Nous avons adopté un plan classique par fonction chimique, chaque fonction étant l'occasion d'étudier un type de mécanisme réactionnel ou un type d'intermédiaire de réaction, avec une discussion de l'influence des substituants. Au-delà de son contenu explicite, nous espérons que ce travail pourra fournir des outils et une méthode propres à inciter des étudiants et des enseignants à porter sur leur discipline un regard différent pour, peut-être, apprendre la Chimie organique autrement. Ce livre s'adresse aux étudiants de licence et master, à ceux qui préparent les concours des Grandes Ecoles, du CAPES et de l'Agrégation, ainsi qu'à tous les enseignants de Chimie organique.

La théorie des groupes est un outil indispensable en chimie permettant de prendre en compte la symétrie moléculaire, ce qui simplifie considérablement le calcul de nombreuses propriétés. Si cette théorie mathématique est très élaborée, son utilisation en chimie ne nécessite cependant pas que l'on en connaisse tous les arcanes. Les auteurs se limitent ici à une présentation succincte des notions mathématiques indispensables et se focalisent sur les applications de cette théorie. L'accent est mis particulièrement sur l'établissement des orbitales moléculaires et la prédiction de certaines propriétés spectroscopiques des molécules. Chaque chapitre est complété par une série d'exercices corrigés. Les plus : Simplicité du traitement mathématique, avec rappel des notions utiles ; Détermination "ludique" d'orbitales moléculaires ; Nombreuses applications dans le domaine de la chimie ; Exercices corrigés avec leur solution.