Chimie

Manuel de chimie théorique

Patrick Chaquin

Ce manuel s'adresse aux étudiants en chimie (Master, Doctorat), aux élèves des Grandes Écoles 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. SOMMAIRE I. Fonctions d'onde atomiques, orbitales. II. Fonctions d'onde moléculaires, méthodes de Hückel. III. Combinaison de deux orbitales atomiques. IV. Interaction de deux systèmes à couches électroniques complètes. V. Molécules diatomiques. VI. Molécules polyatomiques du type AHn. VII. Molécules-types de la chimie organique. VIII. Analyse conformationnelle. IX. Effets électroniques des substituants. X. Complexes des métaux de transition. XI. Introduction à l'étude de la réactivité. XII. Réactions ioniques. XIII. Corrélation des orbitales moléculaires et des états, aromaticité de l'état de transition, exemple des réactions d'électrocyclisation. XIV. Réactions de cycloadditions. XV. Réactions de transposition. Réactions d'insertion. XVI. Radicaux et biradicaux. XVII. Introduction aux méthodes de calcul quantiques. Bibliographie. Supplément : Petit Atlas d'orbitales. Index

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