La chimie organique physique, discipline baptisée par Louis Plack Hammett en 1940, est une branche de la chimie organique qui se concentre sur la relation entre structure chimique et réactivité en appliquant les méthodes de la chimie physique à l'étude des molécules organiques.
La chimie organique physique étudie notamment les vitesses des réactions chimiques organiques, la stabilité chimique relative, les intermédiaires réactionnels, les états de transition, et les effets non covalents de la solvatation et des interactions moléculaires sur la réactivité chimique. De telles études fournissent des cadres théoriques et pratiques pour comprendre comment des changements de structure en solution impactent le mécanisme et la vitesse d'une réaction organique donnée. Les spécialistes de chimie organique physique utilisent des approches théoriques et expérimentales pour comprendre ces problèmes fondamentaux de la chimie organique : thermodynamique classique et statistique, mécanique quantique, chimie numérique, spectroscopie (RMN), spectrométrie (spectrométrie de masse) et cristallographie.
Le champ d'application de la chimie organique physique est vaste : électrochimie, photochimie, polymérisation et chimie supramoléculaire, chimie bioorganique, enzymologie, biochimie, mais également dans l'industrie avec la chimie des procédés, le génie chimique, la science des matériaux et les nanotechnologies, et l'industrie pharmaceutique.
Les chimistes organiciens emploient les outils de la thermodynamique pour étudier la stabilité de la liaison chimique et l'énergie des systèmes chimiques. Cela inclut notamment des expériences pour mesurer ou déterminer l'enthalpie (ΔH), l'entropie (ΔS), et l'enthalpie libre (ΔG) d'une réaction. Les chimistes peuvent également utiliser des analyses mathématiques variées comme le graphe de Van't Hoff pour calculer ces valeurs.
Des constantes empiriques comme l'énergie de dissociation, l'enthalpie standard de formation (ΔHf°) et de combustion (ΔHc°), sont utilisées pour prédire la stabilité des molécules et la variation d'enthalpie (ΔH) au cours d'une réaction.
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Le cours comporte deux parties. Les bases de la thermodynamique des équilibres et de la cinétique des réactions sont introduites dans l'une d'elles. Les premières notions de chimie quantique sur les é
In physical organic chemistry, a free-energy relationship or Gibbs energy relation relates the logarithm of a reaction rate constant or equilibrium constant for one series of chemical reactions with the logarithm of the rate or equilibrium constant for a related series of reactions. Free energy relationships establish the extent at which bond formation and breakage happen in the transition state of a reaction, and in combination with kinetic isotope experiments a reaction mechanism can be determined.
La chimie numérique ou chimie informatique, parfois aussi chimie computationnelle, est une branche de la chimie et de la physico-chimie qui utilise les lois de la chimie théorique exploitées dans des programmes informatiques spécifiques afin de calculer structures et propriétés d'objets chimiques tels que les molécules, les solides, les agrégats atomiques (ou clusters), les surfaces, etc., en appliquant autant que possible ces programmes à des problèmes chimiques réels.
Introduit les notions de base de la chimie organique, couvrant les groupes fonctionnels, la liaison chimique, l'électronégativité et les applications pratiques dans divers domaines.
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EPFL2022
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