Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Maîtriser les connaissances fondamentales (théoriques et méthodologiques) en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Identifier, décrire et expliquer les principes scientifiques et mathématiques fondamentaux.
• Maîtriser les techniques de laboratoire : expérimentation, mesure, suivi de protocole, sécurité.
• Choisir et appliquer avec rigueur les connaissances, méthodes et outils en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Communiquer de manière structurée – oralement et par écrit, en français et en anglais – des informations claires, précises, argumentées.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, des enseignants et des jurys.
• Utiliser plusieurs modes de communication écrite et graphique : texte, tableau, équation, esquisse, plan, graphique, …
• Faire un exposé oral efficace, en utilisant de manière pertinente des supports de présentation.
• Présenter des résultats d'analyse ou d'expérience dans des rapports de laboratoires.
• Faire preuve de rigueur et d'autonomie dans son parcours de formation.
• Se connaître, s'autoévaluer et développer des stratégies d'apprentissage appropriées.
• Développer sa curiosité scientifique et son ouverture d'esprit.

Acquis d'apprentissage UE

Acquérir et appréhender les notions de base de la Chimie et prendre conscience de son importance et de son omniprésence dans de nombreux domaines de la pratique de l'Ingénieur. Au terme de cette unité d’enseignement, l'étudiant devra : * Connaître les caractéristiques et propriétés essentielles des principaux éléments chimiques et des principales fonctions organiques ; * Décrire les interactions physiques ou chimiques que chaque élément est susceptible d’entretenir avec un autre élément (interactions électrostatiques, formation de liaisons, ...) et de là : • Savoir décrire les états de la matière (gaz, liquide, solide et solutions) et, en particulier, les différents types de structures solides pour prédire les principales caractéristiques des matériaux. • Prévoir le résultat des principaux types de réactions organiques, en les reliant à leur mécanisme et à la classe fonctionnelle des molécules.

Contenu de l'UE

Le cours de Chimie physique (1er bloc) débute par la description de l'atome et de ses particules constituantes. Le modèle de l'atome de Bohr est utilisé pour expliquer les spectres d'absorption et d'émission d'ondes électromagnétiques par les atomes. Les orbitales atomiques et la structure électronique des éléments. sont décrites ensuite sur base de l’équation de Schrödinger et des nombres quantiques. Les propriétés physiques et chimiques des éléments et leurs évolutions périodiques au sein du tableau de Mendeleïev sont décrites en explicitant les principales raisons qui en sont à l'origine. Dans le deuxième chapitre, une grande importance est attachée à la description des interactions électrostatiques et à la formation des liaisons chimiques (polaire et covalente) en mettant l'accent sur les phénomènes d'hybridation qui accompagne éventuellement la formation d'une liaison covalente simple ou coordinative. Cette notion de liaison chimique est essentielle pour appréhender ensuite les états de la matière (gaz, liquide, solide) et la description des différentes structures solides faisant l'objet des chapitres suivants. Un dernier chapitre est ensuite consacré aux solutions aqueuses. Les exercices et travaux de laboratoire mettent l'accent sur des notions plus concrètes telles que la quantification de la matière (masses, volumes, stœchiométries), les proportions des constituants (molarité et titres) au sein d'un système thermodynamique (gazeux, liquide ou solide) et la mise en œuvre de constituants (mises en solution, extractions, réactions ...). Le cours de chimie organique (2e bloc) est scindé en deux parties. La première partie aborde les aspects de la chimie organique générale en rappelant la structure électronique des éléments majeurs en chimie organique et les phénomènes d'hybridation qui accompagne la formation des liaisons covalentes. La géométrie des molécules organiques, les structures tridimensionnelles et liaisons sont ensuite décrites. Sur cette base, les différents phénomènes d’isoméries et de stéréoisoméries sont détaillés. Les effets électroniques (effet mésomères et inductifs) au sein des molécules organiques sont présentés afin d’appréhender au mieux les réactivités observées. Cette partie se termine sur les notions de fonctions et de structures des groupes fonctionnels usuels et leur nomenclature. La deuxième partie est dédiée à l’étude des propriétés et réactivités de différentes classes de composés (alcanes, alcènes, alcynes, aromatiques, alcools, acides, amines). Un certain nombre de réactions telles que la substitution sur carbone aliphatique, l’addition électrophile et radicalaire sur alcènes, l'élimination des halogéno-alcanes et des alcools, la substitution sur composés aromatiques et les réactions d’oxydo-réduction. L’implication et la production des différentes classes de composés organiques de la vie quotidienne et du milieu vivant sont aussi exposées ; une attention particulière est portée aux polymères, à leurs synthèses et à leurs propriétés. Les exercices et les travaux pratiques (laboratoires) mettent l’accent sur la compréhension des structures et liaisons, la géométrie, les isoméries et stéréoisoméries, la reconnaissance des différentes familles et fonctions, la nomenclature, les propriétés réactionnelles des diverses familles chimiques et la synthèse de certains composés organiques communs.

Compétences préalables

Aucune.