Objectifs

Course Objectives

1. Introduction to Atomic Structure

- Present the historical evolution of atomic models (Dalton → Schrödinger).

- Identify the limitations and contributions of each model.

- Describe the internal structure of the atom: electrons, protons, and neutrons.

- Understand the importance of atomic number, atomic mass, and isotopes.

- Explain wave–particle duality and its role in understanding the atom.

2. Fundamentals of Quantum Mechanics

- Introduce Schrödinger’s equation applied to the atom.

- Interpret the wave function and probability density.

- Apply Heisenberg’s uncertainty principle.

- Define the quantum numbers n, l, ml, and ms.

- Describe the s, p, d, and f orbitals and their geometries.

3. Electronic Configuration

- Apply the Pauli, Hund, and Aufbau principles.

- Write electronic configurations of atoms and ions.

- Understand the notion of the valence shell.

- Identify exceptions among transition elements.

- Relate electronic configuration to chemical stability.

4. Periodic Table and Periodicity

- Read and interpret the periodic table.

- Explain its structure in terms of periods and groups.

- Describe chemical families (alkali metals, halogens, etc.).

- Explain why lanthanides and actinides are separated.

- Relate electronic structure to an element’s position in the table.

5. Periodic Properties

- Define the atomic radius and describe its trends.

- Explain first ionization energy.

- Describe electron affinities and their variations.

- Present electronegativity (Mulliken scale).

- Relate periodicity to reactivity patterns.

6. Energy Levels and Spectra

- Understand energy levels and sublevels.

- Explain electronic transitions.

- Define emission and absorption spectra.

- Relate spectra to the energetic signatures of elements.

- Understand applications in spectroscopy.

7. Chemical Bonding and Molecular Structure

- Describe types of chemical bonds: ionic, covalent, and metallic.

- Explain the role of orbitals in bonding.

- Understand the VSEPR model for molecular geometries.

- Introduce orbital hybridization.

- Relate electronic structure to molecular reactivity.

Les objectifs de ce cours:

1/ Introduction à la structure de l’atome

- Présenter l’évolution historique des modèles atomiques (Dalton → Schrödinger).

- Identifier les limites et apports de chaque modèle.

- Décrire la structure interne de l’atome : électrons, protons, neutrons.

- Comprendre l’importance du numéro atomique, de la masse atomique et des isotopes.

- Expliquer la dualité onde-particule et son rôle dans la compréhension de l’atome.

2/ Bases de la mécanique quantique

- Introduire l’équation de Schrödinger appliquée à l’atome.

- Interpréter la fonction d’onde et la densité de probabilité.

- Appliquer le principe d’incertitude de Heisenberg.

- Définir les nombres quantiques n, l, ml, ms.

- Décrire les orbitales s, p, d, f et leur géométrie.

3/ Configuration électronique

- Appliquer les règles de Pauli, Hund et Aufbau.

- Écrire les configurations électroniques des atomes et ions.

- Comprendre la notion de couche de valence.

- Identifier les exceptions dans les éléments de transition.

- Relier la configuration électronique à la stabilité chimique.

4/ Tableau périodique et périodicité

- Lire et interpréter le tableau périodique.

- Expliquer la structure en périodes et groupes.

- Décrire les familles chimiques (alcalins, halogènes, etc.).

- Expliquer pourquoi les lanthanides et actinides sont isolés.

- Relier la structure électronique à la position dans le tableau.

5/ Propriétés périodiques

- Définir le rayon atomique et décrire ses tendances.

- Expliquer l’énergie de première ionisation.

- Décrire les affinités électroniques et leurs variations.

- Présenter l’électronégativité (échelle de Mulliken).

- Relier la périodicité aux propriétés de réactivité.

6/ États énergétiques et spectres

- Comprendre les niveaux et sous-niveaux d’énergie.

- Expliquer les transitions électroniques.

- Définir les spectres d’émission et d’absorption.

- Relier spectres et signatures énergétiques des éléments.

- Comprendre les applications en spectroscopie.

7/ Liaison chimique et structure moléculaire

- Décrire les types de liaisons : ionique, covalente, métallique.

- Interpréter l’importance des orbitales dans les liaisons.

- Comprendre le modèle VSEPR pour les géométries moléculaires.

- Introduire l’hybridation des orbitales.

- Relier la structure électronique à la réactivité moléculaire.