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

 

Exercices

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Méthodes d'enseignement

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.

Méthode d'évaluation

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'instruction

Français