🔗 PEGASUS — Chimie Ch3 · À l'intérieur des matériaux : les liaisons chimiques

4 h de cours · Prof. Bakker · séances 4 + 5 (le Ch3 se clôt en séance 5 : « je quitte ce chapitre ») · pondération concours ∝ heures
📊 Diapos : 36/36 mappées 🎙️ Oral : séances 4 + 5 intégrales (53 019 + 57 569 car.) 📝 TD3 : 11/11 ✓ officiel + Python 📜 Annales 2021→2024 : grep 25 mots-clés
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🎯 Renseignements d'examen captés à l'oral

Notions (10) → micro-notions (26)

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N1 · Le modèle quantique de l'atome

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De Bohr à Schrödinger : l'électron devient une onde

~10 min
📊 DIAPOS d.2–5
Bohr (1913) : orbites circulaires quantifiées — modèle dépassé. De Broglie (1924) : toute particule a un caractère ondulatoire, λ = h/mv. Schrödinger (1926) : l'électron est décrit par une fonction d'onde ψ ; |ψ|² = densité de probabilité de présence. On ne parle plus de trajectoire mais d'orbitale = zone où la probabilité de trouver l'électron est élevée.
🎙️ ORAL (séance 4)
« Bohr savait que son modèle était faux » — mais il permet de comprendre la quantification. Pour l'hydrogène : la probabilité maximale de présence est à r = 0,026 nm ≈ rayon de Bohr, et la probabilité d'y être exactement n'est que de ~8 % — « l'électron est un nuage, pas une bille ».
⚠️ PIÈGE
« L'électron tourne autour du noyau sur une orbite » = FAUX au niveau quantique. |ψ|² donne une probabilité, jamais une position certaine. Distracteur type : confondre orbite (Bohr) et orbitale (Schrödinger).
📝 TOMBE EN QCM
Base conceptuelle des configs (TD3 Q9). L'oral confirme : pas de calcul de ψ à l'examen.
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Effet tunnel, PET-scan et Prix Nobel : la quantique en médecine

~8 min
📊 DIAPOS — apport surtout ORAL (séance 5) ; modèle quantique d.4–6
Effet tunnel : une particule légère (électron) peut traverser une barrière de potentiel classiquement infranchissable. Application : microscope à effet tunnel (voir les atomes).
🎙️ ORAL (séance 5)
« Cette semaine il y avait le prix Nobel en physique » (2025, effet tunnel macroscopique) : « des capteurs extrêmement sensibles… les implanter dans un cerveau pour mesurer les courants très petits ». Bonus imagerie : le PET-scan — un nucléide émet un positron (antimatière de l'électron), annihilation e⁺/e⁻ → 2 photons émis en directions opposées, détectés en coïncidence → localisation dans le cerveau. Photons intriqués → cryptographie quantique. « Cette physique a vraiment des applications, aussi en médecine. »
⚠️ PIÈGE
L'effet tunnel n'arrive jamais au niveau macroscopique classique (« la balle est trop lourde ») — réservé aux particules très légères.
📝 TOMBE EN QCM
Culture d'appui (pas de question directe recensée) — mais le PET revient en physique BA1.
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Les 4 nombres quantiques et les orbitales s, p, d

~12 min
📊 DIAPOS d.5–7
Chaque électron est décrit par 4 nombres quantiques :
NombreValeursSens
n (principal)1, 2, 3…couche (K, L, M…), taille/énergie
l (secondaire)0 … n−1forme : 0 = s, 1 = p, 2 = d
mₗ (magnétique)−l … +lorientation (p : 3 orientations, d : 5)
mₛ (spin)±½« rotation » propre
Couche K (n=1) : 1s → 2 e⁻. Couche L (n=2) : 2s + 3×2p → 8 e⁻. Couche M (n=3) : 3s + 3×3p + 5×3d → 18 e⁻. Orbitale s = sphère ; p = haltère (pₓ, p_y, p_z).
🎙️ ORAL (séance 4)
Le prof insiste : deux électrons du même atome n'ont jamais les 4 mêmes nombres quantiques (→ Pauli, N2).
⚠️ PIÈGE
« 2d » n'existe pas (l ≤ n−1 : en couche 2, seulement s et p) — c'est exactement le distracteur E du TD3 Q9 ! De même 3s³ impossible : une orbitale s contient max 2 e⁻.
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q9-C et Q9-E (le prof encercle « 3s³ » et « 2d » en rouge dans son corrigé).
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N2 · Configurations électroniques 🎯

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Remplissage : Aufbau, Pauli, Hund (l'analogie du train)

~12 min
📊 DIAPOS d.7–8
Ordre de remplissage : 1s → 2s → 2p → 3s → 3p… Pauli : max 2 e⁻ par orbitale, spins opposés. Hund : dans des orbitales dégénérées (même énergie, ex. les trois 2p), on place d'abord 1 e⁻ partout avant d'apparier. Carbone (Z=6) : 1s² 2s² 2p² — les 2 électrons p dans deux orbitales différentes, spins parallèles.
🎙️ ORAL (séance 4)
Règle de Hund (l'auto-traduction dit « règle de Ronde ») : l'analogie du train — « comme dans un train : on s'assied d'abord seul dans un compartiment vide avant de se mettre à côté de quelqu'un ». Les électrons se repoussent → ils s'étalent d'abord.
⚠️ PIÈGE
Configuration possible ≠ état fondamental : 1s²2s²2p²3s² est possible (état excité) mais PAS fondamentale — c'est le distracteur D du TD3 Q9, le prof écrit « état excité » à côté.
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q9 complet (VVFFF) + parole d'or : « j'ai déjà posé des questions sur les configurations électroniques, ça ne va pas plus loin ».
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Couche de valence + état fondamental vs excité

~8 min
📊 DIAPOS d.8–9
Couche de valence = couche externe occupée — c'est elle qui fait la chimie. C : 4 e⁻ de valence (2s²2p²). État excité : un e⁻ promu vers une orbitale plus haute (ex. C* : 1s²2s¹2p³) — possible mais instable, retombe en émettant de l'énergie.
🎙️ ORAL (séances 4–5)
L'auto-traduction dit « couche de balance » = couche de valence. « Une couche de valence complètement remplie, c'est une situation très stable » — Ne inerte ; F veut 1 e⁻ ; Na veut en perdre 1 (→ prépare l'octet et l'électronégativité).
⚠️ PIÈGE
Ne pas confondre couche de valence (externe) et couche pleine la plus haute. Pour les gaz nobles, les deux coïncident.
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q9-A (1s²2s² = Be, fondamental ✓) et Q9-B ([Ne]3s²3p⁶ = Ar ✓).
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N3 · Tableau périodique & règle de l'octet

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Lire le tableau : blocs s/p/d/f, groupes nommés, éléments du corps

~10 min
📊 DIAPOS d.9–10
118 éléments connus, 91 naturels, 27 dans le corps humain. Lignes = périodes (= n de la couche de valence) ; colonnes = groupes (= même nombre d'e⁻ de valence → même chimie). Groupes nommés : 1 alcalins, 2 alcalino-terreux, 13–16 (B, C, N, O), 17 halogènes, 18 gaz nobles. Blocs s, p, d (transition), f.
🎙️ ORAL (séance 4)
Lien médecine direct : groupe 1 → Na⁺/K⁺ (potentiels membranaires), groupe 2 → Ca²⁺/Mg²⁺, halogènes → Cl⁻, I (thyroïde), F (dents). « Les crampes, c'est le magnésium ; les bananes, c'est le potassium. »
⚠️ PIÈGE
Même groupe = même réactivité qualitative, pas identique (Li ≠ Na en intensité). Période ≠ groupe dans les distracteurs.
📝 TOMBE EN QCM
Support des configs (Q9) et de l'électronégativité (N7).
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Octet, dentifrice au fluor et dents de requin

~12 min
📊 DIAPOS d.11–13
Règle de l'octet : les atomes tendent vers 8 e⁻ de valence (config du gaz noble). Exception H : duet (2 e⁻, config He). Application dentifrice : F (7 e⁻ val.) → gagne 1 e⁻ → F⁻ (dans NaF/fluorures du dentifrice, jamais F₂ le gaz toxique !). Émail : hydroxyapatite Ca₅(PO₄)₃(OH) ; le F⁻ remplace OH⁻ → fluoroapatite, plus résistante aux acides. Attaque acide : Ca₅(PO₄)₃(OH) + 4 H⁺ → 5 Ca²⁺ + 3 HPO₄²⁻ + H₂O. Les requins ont directement de la fluoroapatite.
🎙️ ORAL (séance 4)
Le prof décortique un article de presse FAUX sur le dentifrice (confusion F/F₂/NaF) : « le fluor gazeux F₂ est extrêmement toxique, ce qui est dans le dentifrice ce sont des fluorures F⁻ ». Requins : avec la fluoroapatite, « il n'y a pas de force motrice » pour la dissolution acide → pas de caries. Octet quasi-strict pour C, N, O, F seulement.
⚠️ PIÈGE
Confondre F (atome), F₂ (gaz toxique), F⁻ (ion du dentifrice). Et l'octet n'est PAS une loi universelle : S et P peuvent dépasser (N9 : SO₂, PO₄³⁻).
📝 TOMBE EN QCM
L'octet sert de critère dans tous les schémas de Lewis (TD3 Q10, annales orga).
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N4 · La liaison ionique & les sels en médecine

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Courbe E(r), énergie d'ionisation & affinité électronique

~10 min
📊 DIAPOS d.14–16
Courbe E(r) universelle : à grande distance, attraction (E baisse) ; à courte distance, répulsion des noyaux (E remonte) ; le minimum = longueur de liaison et sa profondeur = énergie de liaison. Liaison ionique : Na perd 1 e⁻ (coût : énergie d'ionisation), Cl le gagne (gain : affinité électronique), puis attraction électrostatique Na⁺/Cl⁻. 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl. Cations M⁺/M²⁺, anions X⁻/Y²⁻.
🎙️ ORAL (séances 4–5)
« Pour casser une liaison, il faut TOUJOURS fournir de l'énergie — c'est la définition d'une liaison » (répété 2×, séances 4 et 5). NaCl : attraction « quasi purement électrostatique ». La courbe E(r) : « l'attractif gagne d'abord, le répulsif gagne à courte distance ».
⚠️ PIÈGE
« Casser une liaison libère de l'énergie » = FAUX, toujours. (Voir l'ATP en N6 — c'est la réaction complète qui libère.)
📝 TOMBE EN QCM
Fondement du bilan énergétique TD3 Q3 (casser = +, former = −).
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Les sels médicaux + KI et Tchernobyl

~12 min
📊 DIAPOS d.17
Table des sels d'usage médical :
SelUsage (diapos)
NaClsolutions isotoniques, perfusions
KIprotection thyroïde (accident nucléaire)
MgSO₄laxatif, crampes
CaSO₄plâtre
CaCO₃antiacide, calcium
KMnO₄désinfectant
Li₂CO₃troubles bipolaires
¹³¹I : radioactif, demi-vie 8 jours (8 j → 50 %, 16 j → 25 %, 24 j → 12,5 % — vérifié Python).
🎙️ ORAL (séance 4)
Mécanisme KI-Tchernobyl : on sature la thyroïde en iode stable → l'iode 131 radioactif n'est plus incorporé (« réduction d'environ 90 % de l'incorporation ») et est éliminé. Perfusions : « solutions isotoniques » = même concentration que le sang.
⚠️ PIÈGE
Le KI ne « neutralise » pas la radioactivité — il sature par compétition. Distracteur type : « le KI détruit l'iode radioactif » = FAUX.
📝 TOMBE EN QCM
Dilutions/concentrations de sels = TD3 Q2, Q8 (le CaCl₂ donne 2 Cl⁻ !) ; annale 2021 Q42 (dilution c₁V₁=c₂V₂).
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N5 · La liaison métallique & les implants

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Lac d'électrons, amalgames dentaires, titane & stents

~10 min
📊 DIAPOS d.18
Liaison métallique : cations métalliques dans un « lac » d'électrons délocalisés → conductivité, malléabilité. Alliages médicaux : amalgame dentaire ~50 % Hg (abandonné) ; implants Ti-Al-V ; stents Fe-Cr-Ni-Mo.
🎙️ ORAL (séance 4)
« L'or pur est trop mou » → alliages. Amalgame : abandonné pour la toxicité du mercure (la céramique est mécaniquement moins bonne mais sûre). Titane : « il se couvre d'une couche d'oxyde » (TiO₂) sur laquelle les protéines s'adsorbent → biocompatible, l'os s'y intègre.
⚠️ PIÈGE
La biocompatibilité du Ti vient de sa couche d'oxyde, pas du métal nu. « Les métaux purs sont utilisés en implantologie » = généralement FAUX (alliages).
📝 TOMBE EN QCM
Couche culture — aucun QCM direct recensé (annales 0 hit) ; le prof l'utilise comme fil rouge médical.
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N6 · La liaison covalente : Lewis, orbitales moléculaires, énergies

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Lewis : paires liantes et paires libres

~8 min
📊 DIAPOS d.19–20
Liaison covalente = partage d'une paire d'électrons (1 e⁻ de chaque atome). Schéma de Lewis : trait = paire liante, points/traits sur l'atome = paires libres (non liantes). H₂ : chaque H atteint le duet. Cl₂ : chaque Cl a 3 paires libres + 1 liante → octet. Liaisons multiples : O₂ (double), N₂ (triple).
🎙️ ORAL (séance 4)
« L'hydrogène est content avec deux électrons » — l'exception duet revient sans cesse. Compter les électrons de chaque atome après le schéma = le réflexe de vérification du prof.
⚠️ PIÈGE
Oublier les paires libres dans un décompte VSEPR (N9) — elles comptent ! Et H ne fait JAMAIS d'octet.
📝 TOMBE EN QCM
Prérequis direct du VSEPR (TD3 Q10) et de toute la chimie orga d'annales.
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Orbitales moléculaires : σ, σ*, et pourquoi He₂ n'existe pas

~10 min
📊 DIAPOS d.20–21
Deux orbitales atomiques 1s se combinent en 2 orbitales moléculaires : σ(1s) liante (interférence constructive, densité électronique ENTRE les noyaux, énergie abaissée) et σ*(1s) antiliante (interférence destructive, nœud entre les noyaux, énergie élevée). H₂ : 2 e⁻ dans σ → liaison stable. He₂ : 2 e⁻ dans σ + 2 e⁻ dans σ* → bilan nul → n'existe pas (vérifié : ordre de liaison (2−2)/2 = 0).
🎙️ ORAL (séance 4)
« Des combinaisons d'ondes constructives ou destructives » — comme deux vagues qui s'additionnent ou s'annulent. La démonstration He₂ est LA preuve que le modèle marche : « et en fait, He₂ n'existe pas ».
⚠️ PIÈGE
σ* n'est pas « vide par définition » — elle se remplit après σ. C'est son remplissage qui détruit la liaison.
📝 TOMBE EN QCM
Concept recyclé en orga 2024 (doublet « pas sur une orbitale π » → pKa). Format K' possible : « He₂ est une molécule stable » = FAUX.
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Énergies de liaison & la méthode du bilan

~14 min
📊 DIAPOS d.21
Énergies de liaison moyennes (kJ/mol) — telles que données dans le cours :
LiaisonELiaisonE
H–H436C=C615
C–H415C≡C812
C–C344C=O724
O–H463N≡N956
C–Cl328H–Cl432
Méthode du bilan : ΔE ≈ Σ E(liaisons cassées) − Σ E(liaisons formées). Exemple du cours : C₂H₄ + HCl → C₂H₅Cl : cassé 615+432 = 1047 ; formé 344+415+328 = 1087 ; bilan = −40 kJ/mol (mesuré : −72 — vérifié Python).
🎙️ ORAL (séances 4–5)
Méthode au tableau : « casser = +, former = − ». Ce sont des valeurs moyennes : « le C–H du méthane ≈ le C–H de l'éthane » (analogie Lego : les briques ont presque toujours le même prix). Écart −40 vs −72 : « une erreur de 30 sur 1000, c'est pas trop grave » — c'est une estimation.
⚠️ PIÈGE
Inverser les signes (former = + ?) : NON. Et compter les liaisons inchangées (les 4 C–H de l'éthène qui restent) = erreur classique — on ne compte que ce qui change… ou tout casser/tout former, mais alors des DEUX côtés.
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q3 = exactement cette méthode (réponse C 615, corrigé officiel : « +812+436−x−830 = −197 »). Le prof donne les valeurs dans l'énoncé.
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« Liaison riche en énergie » (ATP) : la mise au point du prof + N₂

~10 min
📊 DIAPOS d.22 (« …afin de mettre les choses au clair ») + oral
ATP → ADP + Pᵢ libère de l'énergie en tant que réaction complète : plusieurs liaisons cassées ET formées (hydrolyse, solvatation) ; le bilan est négatif. Casser une liaison seule coûte TOUJOURS de l'énergie.
🎙️ ORAL (séance 5)
« Parler de liaison riche en énergie, ça ne fait pas de sens » — « il ne s'agit pas de casser une seule liaison, c'est une réaction chimique… le bilan est tel que, oui, cette réaction libère de l'énergie ». (E vs G : distinction promise « plus tard ».) Bonus N₂ : la triple liaison N≡N (956) est si stable que la réduction N₂ → NH₃ est « probablement la réaction la plus importante de notre société — 2 à 3 % de l'énergie mondiale ».
⚠️ PIÈGE
Distracteur biochimie classique : « l'hydrolyse de l'ATP libère l'énergie stockée dans la liaison phosphoanhydride » — au sens strict du chimiste, FAUX : c'est le bilan de réaction. Le prof a préparé ce piège exprès.
📝 TOMBE EN QCM
Format K' idéal (« casser une liaison libère de l'énergie » = F). Lien TD3 Q3.
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N7 · Covalente polarisée & électronégativité

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δ+/δ− : la paire liante déséquilibrée

~8 min
📊 DIAPOS d.20 + d.23
Cl₂ : paire liante équipartagée → covalente pure. HCl : le Cl attire plus la paire → δ− sur Cl, δ+ sur H → liaison covalente polarisée (un dipôle). NaCl : transfert complet → ionique. L'électronégativité (En) mesure la capacité d'un élément à attirer les électrons d'une liaison — concept empirique, croît vers F (4,0) en haut à droite du tableau.
🎙️ ORAL (séance 5)
« Le nuage électronique qui fait la liaison est plutôt vers le chlore… on a créé un petit pôle. » Pourquoi F/O/N/Cl sont électronégatifs : il leur manque 1–2 e⁻ pour l'octet ; pourquoi Na/K ne le sont pas : ils veulent en PERDRE.
⚠️ PIÈGE
δ+ / δ− sont des charges partielles, pas des charges entières (ça, c'est l'ionique).
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q5-D : « S–H plus polarisée que O–H » = FAUX (ΔEn : O–H 1,4 vs S–H 0,4 — vérifié Python). Prépare les ponts H du Ch4.
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Les seuils ΔEn : 0 / < 1,7 / ≥ 1,7 (avec les 3 exemples du prof)

~8 min
📊 DIAPOS d.23
ΔEnTypeExemple du cours
= 0covalenteC–C : 2,5 − 2,5 = 0
> 0 et < 1,7covalente polariséeC–F : 4,0 − 2,5 = 1,5
≥ 1,7ioniqueLiF : 4,0 − 1,0 = 3,0
(Valeurs vérifiées Python.)
🎙️ ORAL (séance 5)
C–F : « en fait, très polarisée. Mais c'est toujours une liaison covalente » — 1,5 < 1,7, le seuil tranche.
⚠️ PIÈGE
1,5 « proche de 1,7 » ne devient pas ionique — le seuil est net en QCM. Et ΔEn = 0 exige des atomes identiques ou de même En.
📝 TOMBE EN QCM
Format A type : « HCl (ΔEn 0,9) est : covalente / polarisée / ionique… » → polarisée.
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N8 · La liaison de coordination : EDTA, IRM, MOF

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Le principe : B donne la paire entière (H₃O⁺)

~8 min
📊 DIAPOS d.24
Liaison de coordination (dative) : les 2 électrons viennent du même atome (le donneur B, avec une paire libre) vers un accepteur A (lacune électronique). B = base de Lewis (donneur), A = acide de Lewis (accepteur). Exemple canonique : H₂O + H⁺ → H₃O⁺ (une paire libre de l'O capte le proton nu). Généralement plus faible qu'une covalente, mais peut être forte.
🎙️ ORAL (séance 5)
« L'atome B est gentil, il va mettre les deux électrons pour partager avec A » — et il en résulte δ+ sur B, δ− sur A (transfert partiel de densité).
⚠️ PIÈGE
Une fois formée, la liaison O–H de H₃O⁺ est indiscernable des deux autres. « Coordination » décrit l'origine des électrons, pas une liaison à part après coup.
📝 TOMBE EN QCM
H₃O⁺ revient dans TOUT le bloc pH (TD3 Q2, annale 2023 pH). Paires libres → orga 2024.
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EDTA (métaux lourds) & gadolinium encagé (IRM) — et le Nobel MOF

~12 min
📊 DIAPOS d.24
EDTA : molécule riche en O/N à paires libres → chélate les métaux lourds (Hg, Pb) par liaisons de coordination ; le complexe est moins toxique et éliminé par les reins (traitement des intoxications). Gadotéridol : Gd³⁺ (agent de contraste IRM, influence les transitions de spin nucléaire) est toxique — létal aux concentrations d'imagerie → encapsulé dans une cage de coordination (N/O donneurs) → non toxique, éliminé par les reins.
🎙️ ORAL (séance 5)
IRM expliquée : spin nucléaire de H, transitions dans un champ magnétique, le Gd modifie la relaxation → contraste (« patient après une attaque cérébrale… avec l'agent de contraste on voit où est le problème »). Et « le prix Nobel hier en chimie » (2025) : les MOF (metal-organic frameworks) = exactement des liaisons de coordination — le prof avait invité Omar Yaghi à sa conférence.
⚠️ PIÈGE
Le Gd n'est pas inoffensif « parce que médical » — c'est la CAGE qui le rend sûr. Même logique que KI : la chimie résout un problème de toxicité.
📝 TOMBE EN QCM
Annales : 0 hit direct — couche culture + format K' possible (« l'EDTA lie les métaux par liaisons ioniques » = F, ce sont des coordinations).
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N9 · Hybridation & géométrie (VSEPR) 🎯

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Pourquoi hybrider ? Le problème du méthane

~10 min
📊 DIAPOS d.25–26
Problème : C isolé = 1s²2s²2p² (4 e⁻ de valence différents : 2 en s, 2 en p), mais CH₄ a 4 liaisons identiques (observation). Solution : l'hybridation — on mélange les orbitales atomiques pour décrire l'atome DANS la molécule. sp³ = s + 3p → 4 hybrides tétraédriques (CH₄). sp² = s + 2p → 3 hybrides planaires + 1 p intact. sp = s + 1p → 2 hybrides linéaires + 2 p intacts.
🎙️ ORAL (séance 5)
« Cette configuration [de l'atome isolé] n'est pas capable de décrire la situation dans la molécule… on mélange un peu ces orbitales pour les adapter » — mathématiquement : somme ou différence des fonctions d'onde (s+p, s−p).
⚠️ PIÈGE
L'hybridation n'est PAS un phénomène physique que l'atome « subit » seul — c'est un outil de description valable en molécule. sp³ ne signifie pas « 3 orbitales » mais s¹p³ (4 hybrides).
📝 TOMBE EN QCM
Annale 2023 Q45 : « cet azote est hybridé sp² » = VRAI (item du code -++-). L'hybridation revient massivement en orga S2.
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Éthène & éthyne : σ (axial) + π (latéral)

~10 min
📊 DIAPOS d.27–28
Éthène C₂H₄ (planaire) : chaque C est sp² ; la double liaison = 1 σ (recouvrement axial d'hybrides sp²) + 1 π (recouvrement latéral des 2 orbitales p intactes). Éthyne C₂H₂ (linéaire) : chaque C est sp ; la triple liaison = 1 σ + 2 π (les 2 p intacts de chaque C). Liaison C–H = recouvrement sp²/sp avec 1s de H.
🎙️ ORAL (séance 5)
« On appelle ça une liaison sigma parce qu'on a un recouvrement axial… la deuxième liaison est faite par les orbitales P qui ne sont pas touchées par l'hybridation » — le prof dessine tout au tableau, hybride par hybride.
⚠️ PIÈGE
Une double liaison n'est PAS « 2 σ » — c'est σ + π (natures différentes !). La π bloque la rotation (→ isomérie cis/trans en orga).
📝 TOMBE EN QCM
Annale 2023 Q46 : liaisons π conjuguées ; 2024 : doublet « pas sur une orbitale π ». La distinction σ/π est du par-cœur payant.
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VSEPR : compter les paires (double/triple = UNE paire)

~12 min
📊 DIAPOS d.29
VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) : les paires (liantes ET libres) se repoussent → la géométrie autour d'un atome dépend du nombre de paires : 2 → linéaire, 3 → planaire, 4 → tétraédrique. Règle d'or : une liaison double ou triple compte comme UNE seule paire. Amino-méthanol (fait au tableau) : N = 4 paires (3 liantes + 1 libre) → pyramidal ; C = 4 → tétraédrique ; O = 4 (2 liantes + 2 libres) → coudé.
🎙️ ORAL (séance 5)
« Il faut juste retenir que les doubles liaisons, les triples liaisons comptent comme seulement une paire. Si vous avez ça, c'est trivial. » Démonstration avec les bras : 2 paires qui se repoussent → alignement.
⚠️ PIÈGE
N pyramidal ≠ planaire (la paire libre occupe un sommet du tétraèdre invisible). Compter une double liaison comme 2 paires = LE piège → fausse géométrie.
📝 TOMBE EN QCM
TD3 Q10 (testostérone) : réponse D — a (C=O) planaire, b (C=C) planaire, c et d tétraédriques. Le prof annote p/p/t/t sur la molécule. 2024 : « un C ne peut pas faire 2 doubles liaisons dans un cycle (cf cours) ».
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Angles (109,5°/107°/104,5°), CO₂, SO₂ et le phosphate PO₄³⁻

~12 min
📊 DIAPOS d.29–30 (PO₄³⁻ : au tableau, oral)
Les paires libres occupent plus de place → angles : CH₄ 109,5° (idéal), NH₃ 107° (1 paire libre), H₂O 104,5° (2 paires libres). CO₂ : 2 « paires » (2 doubles liaisons) → linéaire. SO₂ : 3 paires autour de S (dont 1 libre) → coudé — et S peut porter 10 e⁻ (octet non strict). PO₄³⁻ : 4 paires → tétraédrique, quel que soit le dessin de Lewis choisi (P à 10 e⁻ ou formes chargées P⁺/O⁻ : « la vérité entre ces situations »).
🎙️ ORAL (séance 5)
« Pour vous, l'important c'est phosphate » — le prof développe PO₄³⁻ au tableau, montre 2 écritures de Lewis équivalentes et conclut : le nombre de paires ne change pas, donc « la géométrie autour du phosphore, c'est tétraédrique ». Nuance angles : « c'est des nuances, c'est pas super important » (les angles exacts NH₃/H₂O).
⚠️ PIÈGE
SO₂ « linéaire comme CO₂ » = FAUX (paire libre sur S → coudé). Octet strict pour C/N/O/F seulement — S et P débordent (10 e⁻).
📝 TOMBE EN QCM
Le phosphate est PARTOUT en biochimie (ATP, ADN, tampon phosphate) — géométrie tétraédrique à connaître froidement. Format A : « la géométrie de SO₂ est… » → coudée.
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N10 · Radicaux, ROS, NO & Viagra

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Radical = électron célibataire ; les ROS

~10 min
📊 DIAPOS d.31–32
Radical : espèce à électron non apparié → très instable, très réactif. Formation : coupure homolytique (A–B → A• + B•, 1 e⁻ chacun), déclenchée par rayonnement énergétique (UV, rayons X). Durée de vie : < 1 s en général ; NO : quelques secondes = beaucoup. ROS (Reactive Oxygen Species) : O₂ excité (biradical), superoxyde O₂•⁻, hydroxyle HO• (le pire), hydroperoxyle HOO•, RO•, ROO•.
🎙️ ORAL (séance 5)
« Un électron célibataire, ça c'est une situation qui n'est pas stable » — même logique que Na• ou F• vus plus tôt. Sources : endogènes (réactions enzymatiques « en parallèle de la réaction voulue »), exogènes (UV, rayons intenses, ozone : O₃ → O₂ + O• qui attaque tout, infections).
⚠️ PIÈGE
Coupure HOMOlytique (1 e⁻ chacun → 2 radicaux) ≠ HÉTÉROlytique (la paire part d'un côté → ions). N₂ n'est pas un radical (tout apparié) ; NO oui (11 e⁻ de valence).
📝 TOMBE EN QCM
Stress oxydant = thème médecine récurrent (SMB). Format K' : « NO est un radical » = V ; « O₂ fondamental est un radical » = F (biradical seulement à l'état excité selon le cours).
⬜

Peroxydation lipidique : la chaîne qui détruit la membrane

~12 min
📊 DIAPOS d.32–33
Mécanisme en chaîne : ① Initiation : un radical arrache un H allylique (près d'une double liaison) d'un lipide membranaire → radical lipidique (stabilisé) + molécule stable. ② Propagation : + O₂ → radical peroxyle ROO• → arrache un H à un autre lipide → hydroperoxyde lipidique + nouveau radical… « quasi éternellement ». ③ Résultat : lipides oxydés à tête hydrophile DANS la zone hydrophobe → membrane instable → lyse cellulaire.
🎙️ ORAL (séance 5)
Conséquence en cascade : cellule morte → « l'organisme est obligé d'activer des cellules souches, et chaque fois qu'on fait ça il y a un risque de cancérisation » — et les cellules souches ne sont pas éternelles → le stress oxydant contribue au vieillissement.
⚠️ PIÈGE
Le radical attaque préférentiellement les H allyliques (radical résultant stabilisé) — pas n'importe quel H. Une seule initiation → des MILLIERS de lipides oxydés (chaîne).
📝 TOMBE EN QCM
Passerelle SMB/biochimie. Format K' : « un radical ne peut oxyder qu'une seule molécule de lipide » = F (propagation).
⬜

NO : synthèse (arginine/NOS) et 3 fonctions + nitroglycérine

~12 min
📊 DIAPOS d.34
Synthèse : L-arginine + O₂ —(NO synthase, NOS)→ citrulline + NO•. Trois fonctions : ① vasodilatateur (détend les muscles lisses des vaisseaux), ② microbicide (les macrophages produisent beaucoup de NO → détruisent la membrane des bactéries par stress oxydant), ③ neurotransmetteur (molécule minuscule → diffusion très rapide dans les synapses). Médicament : nitroglycérine en spray (angine de poitrine) — se décompose dans le corps et libère NO.
🎙️ ORAL (séance 5)
« La nitroglycérine, c'est un explosif inventé par Monsieur Nobel… c'est pas marqué sur la bouteille, bien sûr » — l'anecdote qui grave le concept. Les macrophages tuent AVEC un radical : le stress oxydant devient une arme.
⚠️ PIÈGE
NO = monoxyde d'azote, PAS N₂O (protoxyde/gaz hilarant) ni NO₂. La source est un acide aminé (arginine), pas un nitrate alimentaire (dans ce cours).
📝 TOMBE EN QCM
Chaîne complète demandable en K' : arginine → NOS → NO → vasodilatation. Croisement physio cardio (SMB).
⬜

La cascade cGMP & le Viagra — et les capteurs de radicaux

~12 min
📊 DIAPOS d.35–36
Cascade : NO active la guanylate cyclase → GTP → cGMP → action sur la myosine → relaxation des muscles lisses → vasodilatation. La PDE5 (phosphodiestérase 5) dégrade le cGMP. Sildénafil (Viagra) = inhibiteur de PDE5 → le cGMP s'accumule → dilatation des artères du pénis. Chaîne complète : excitation → cerveau → nerfs → production de NO → cGMP ↑ (non dégradé) → érection. Capteurs de radicaux : vitamine C (acide ascorbique) et polyphénols (resvératrol du vin rouge) — terminent les chaînes de propagation.
🎙️ ORAL (séance 5)
Mécanisme du capteur détaillé : le radical arrache un 1ᵉʳ H de la vitamine C (→ RH stable + radical vitC stabilisé), un 2ᵉ radical arrache le 2ᵉ H, puis les deux radicaux sur la même molécule se recombinent → « ainsi on a détruit deux radicaux ».
⚠️ PIÈGE
Le Viagra n'induit PAS l'érection sans stimulus (il faut le NO déclenché par l'excitation) — il empêche seulement la dégradation du cGMP. Inhibiteur de PDE5 ≠ activateur de guanylate cyclase.
📝 TOMBE EN QCM
Cascade type K' parfaite (4 étapes V/F). La vitamine C « détruit 2 radicaux » = valeur exacte à retenir.

📝 TD3 résolu — 11/11 confrontés au corrigé officiel (séance du 31.10 : « concentrations, dilutions, forces intermoléculaires, configuration électronique »)

TD de révision mixte : il recycle Ch1-Ch2 (stœchiométrie, dilutions) + Ch3 (Q3, Q9, Q10) + avant-goût Ch4 (Q5). Exactement l'esprit de l'examen. Toutes les réponses : ✓ corrigé officiel manuscrit + Python.

Q1 · Combustion de 4 g de saccharose → masse d'eau ? (type A)

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Réponse C : 2,3 g — ✓ officiel + Python
n(sac) = 4/342,3 = 0,0117 mol → m(H₂O) = 0,0117 × 11 × 18 = 2,32 g
Méthode du prof (ratio direct) : m(H₂O) = (11×18)/(1×342) × 4 g = 2,3 g.
A 0,14 oubli du ×11 et inversions · B 1,1 facteur 2 · D 6,2 rapport inversé partiel · E 8,7 confond moles et masses.

Q2 · pH du mélange 50 mL HCl 0,015 M + 50 mL NaCl 0,015 M (type A)

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Réponse B : pH = 2,12 — ✓ officiel + Python
Dilution facteur 2 (50→100 mL) : [H⁺] = 0,015/2 = 0,0075 M → pH = −log(0,0075) = 2,12
Le NaCl est neutre (spectateur), il ne fait QUE diluer. Corrigé officiel : « dilution de facteur 2 ».
A 1,82 = LE piège : pH du HCl non dilué (−log 0,015) — oubli de la dilution · D 7,00 « les sels neutralisent » = faux · C/E valeurs fantaisistes.

Q3 · Énergie de la liaison C=C via l'hydrogénation de l'éthyne (type A) 🎯 pur Ch3

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Réponse C : 615 kJ/mol — ✓ officiel + Python
Casser : C≡C (+812) + H–H (+436) · Former : C=C (−x) + 2 C–H (−830)
812 + 436 − x − 830 = −197 → x = 812 + 436 + 197 − 830 = 615
28 g d'éthène = 1 mol (M = 28) → −197 kJ/mol. La méthode du bilan du cours, à l'identique (corrigé officiel = même tableau casser/former).
A 415 = C–H recopié · B 532 signe de 197 inversé · D 541 oubli d'un C–H · E 560 erreur d'arithmétique.

Q4 · Chauffer 300 g d'eau de 25 à 100 °C (type A)

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Réponse B : 94 kJ — ✓ officiel + Python
q = c·m·ΔT = 4,18 × 300 × 75 = 94 050 J ≈ 94 kJ
C 55010 utilise ΔT en « °C additionnés » faux · A 124 / E 109 oublis de facteurs · D 709000 ΔT pris en Kelvin absolus (piège d'unité).

Q5 · Températures d'ébullition & forces intermoléculaires (type K')

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Code : + + − − (VVFF) — ✓ officiel + Python
A VRAI le point d'ébullition dépend des forces intermoléculaires.
B VRAI He/Ne/Ar/Kr : atomes apolaires → seule force = London.
C FAUX H₂O bout à 100 °C grâce aux ponts hydrogène, pas aux forces de London.
D FAUX ΔEn(O–H) = 1,4 > ΔEn(S–H) = 0,4 → O–H est PLUS polarisée (électronégativité du Ch3 !).
Avant-goût du Ch4 — mais l'item D se résout avec le Ch3.

Q6 · Teneur en azote d'un acide aminé (type A)

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Réponse B : 13,75 % — ✓ officiel + Python
n(N₂) = 0,011/22,4 = 4,9×10⁻⁴ mol → m(N₂) = 4,9×10⁻⁴ × 28 = 0,01375 g → 0,01375/0,1 = 13,75 %
D 78 % = l'azote de l'AIR (piège de mémoire) · C/E M = 14 au lieu de 28 (N vs N₂) — piège du diatomique.

Q7 · Fraction molaire de vitamine C (type A)

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Réponse C : 0,095 — ✓ officiel + Python
n(vitC) = 0,050/176 = 2,84×10⁻⁴ · n(maltose) = 0,93/342 = 2,72×10⁻³
x = 2,84×10⁻⁴ / (2,84×10⁻⁴ + 2,72×10⁻³) = 0,095
M(C₆H₈O₆) = 176 g/mol (recalculée depuis la formule affichée). Le prof calcule M(maltose) = 342 depuis C₁₂H₂₂O₁₁.
B 0,055 rapport des masses, pas des moles · E 0,12 n(vitC)/n(maltose) au lieu de /total · A 1,2 une fraction molaire ne peut JAMAIS dépasser 1.

Q8 · [Cl⁻] après mélange NaCl 0,5 M + CaCl₂ 0,1 M (volumes égaux) (type A)

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Réponse D : 0,35 mol/L — ✓ officiel + Python
[Cl⁻] = (0,5×1 + 0,1×2)/2 = (0,5 + 0,2)/2 = 0,35 M
Le corrigé encercle le « 2 » de CaCl₂ : chaque CaCl₂ libère DEUX chlorures ; puis dilution ×2 (volumes égaux).
A 0,3 oubli du ×2 du calcium · B 0,5 aucun mélange fait · C 0,25 = 0,5/2, oubli du CaCl₂ · E 0,12 valeurs mélangées.

Q9 · Configurations électroniques : possibles ET fondamentales ? (type K') 🎯 pur Ch3

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Code : + + − − − (VVFFF) — ✓ officiel + Python
A 1s²2s² VRAI : béryllium, fondamental.
B [Ne]3s²3p⁶ VRAI : argon, fondamental.
C 1s²2s²2p⁶3s³ FAUX : 3s³ impossible (Pauli : max 2 e⁻ par orbitale s) — le prof l'encercle en rouge.
D 1s²2s²2p²3s² FAUX : possible, mais « état excité » (annotation du prof) — 2p pas plein alors que 3s l'est.
E 1s²2s²2p⁶2d² FAUX : « 2d » n'existe pas (l ≤ n−1) — encerclé en rouge.
🎯 La question-type annoncée à l'oral : « j'ai déjà posé des questions sur les configurations électroniques, ça ne va pas plus loin ».

Q10 · Géométrie des carbones a-d de la testostérone (type A) 🎯 pur Ch3

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Réponse D : planaire, planaire, tétraédrique, tétraédrique — ✓ officiel + Python
VSEPR appliqué à une molécule médicale : a = C du C=O → 3 paires (double = 1) → planaire · b = C du C=C → 3 paires → planaire · c = C porteur du OH → 4 paires → tétraédrique · d = C saturé → 4 paires → tétraédrique. Le prof annote « p, p, t, t » directement sur la structure.
B « tous planaires » ignore les sp³ · C « tous tétraédriques » ignore C=O et C=C · A aucun carbone n'est linéaire ici (pas de triple liaison ni de cumulène).

Q11 · Molécules d'aspirine par cm³ du corps (type A)

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Réponse B : 4,78×10¹³ molécules/cm³ — ✓ officiel + Python
N = (0,001/180) × 6,022×10²³ = 3,35×10¹⁸ molécules · V = 70 L = 70 000 cm³
3,35×10¹⁸ / 7×10⁴ = 4,78×10¹³ /cm³
Corrigé officiel : C = m·N_A/(MM·V) = 0,48×10¹⁴ — même valeur.
A 5×10²³ ≈ Avogadro recraché · C 5×10⁸ erreur de puissance · D 500 double conversion ratée · E 2,5×10¹⁵ V pris en litres sans conversion.

📜 Annales croisées 2021→2024 — comment le Ch3 tombe VRAIMENT

Constat du grep (25 mots-clés sur les 4 retranscrits) : le Ch3 ne tombe jamais en frontal en chimie générale (0 hit : électronégativité, Lewis, octet, VSEPR, radical, covalent, ionique, EDTA, coordination, énergie de liaison). Il tombe masqué, via la chimie organique :

  • 2023 Q45 (K') : « Cet azote est hybridé sp² » — item VRAI (code -++-) → l'hybridation du Ch3, appliquée à une molécule d'orga.
  • 2023 Q46 (K') : liaisons π conjuguées sur 4 molécules → il faut savoir ce qu'est une liaison π (N9).
  • 2024 (orga, pKa) : « le N du cycle contient un doublet qui n'est pas sur une orbitale π » → paires libres + orbitales = N6/N9.
  • 2024 (corrigé) : « La géométrie du cycle ne permet pas à un carbone de faire deux doubles liaisons dans un cycle (cf cours) » → VSEPR/géométrie en action.
  • Configurations électroniques : rien dans 2021-2024… mais le prof DIT en avoir déjà posé (« ça ne va pas plus loin ») → le TD3 Q9 est le format exact.

🎯 Conclusion stratégique :

  • Par-cœur payant (court !) : ordre de remplissage + interdits (3s³, 2d), seuils ΔEn (0 / 1,7), « double/triple = 1 paire », 2→linéaire 3→planaire 4→tétraédrique, angles 109,5/107/104,5, σ vs π, PO₄³⁻ tétraédrique, duet de H, octet strict C/N/O/F, vitamine C détruit 2 radicaux, cascade NO→cGMP→PDE5.
  • Réflexes (le reste) : méthode du bilan (casser +/former −), compter les paires VSEPR sur n'importe quelle molécule médicale (testostérone au TD → autre stéroïde à l'exam), lire une config et repérer l'impossible vs l'excité.
  • NE PAS mémoriser : les énergies de liaison chiffrées (toujours données), les angles exacts NH₃/H₂O (« nuances, pas super important » — oral), les détails ψ/tenseurs.
  • Vision major : ce chapitre est le SOCLE de la chimie orga du S2 — chaque heure investie ici paie double au concours (chimie orga = gros volume d'annales).

🔒 Critères de verrouillage du Ch3

Micro-notion ✅ = 3 rappels espacés réussis (J0 / J+2 / J+7) + ≥ 80 % aux QCM liés. Clique une fois = 🔶 (vu), deux = ✅ (verrouillé).

Chapitre verrouillé = 26/26 micro-notions ✅ + TD3 refait seul en ≤ 25 min avec 11/11 (dont les 3 pures Ch3 : Q3, Q9, Q10 sans hésitation).