Programme Chimie PCSI

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ANNEXE 11

PROGRAMME DE CHIMIE DE LA VOIE PCSI

I. OBJECTIFS DE FORMATION

L’enseignement de la chimie a pour objectif de donner une vue équilibrée entre ses aspects de science expérimentale, débouchant sur d’importantes réalisations industrielles et ses aspects de science théorique faisant appel à la modélisation et susceptible de déductions logiques.

Un autre objectif est de faire prendre conscience aux étudiants que la chimie participe au développement d’autres disciplines scientifiques, comme la physique et les sciences de la vie et de la Terre. Chaque fois que cela est possible, on présente les applications industrielles ou pratiques des notions abordées.

Cet enseignement vise à faire acquérir des connaissances et des savoir-faire tant expérimentaux que théoriques afin que les futurs ingénieurs, chercheurs ou enseignants soient initiés à une véritable attitude scientifique. Les spécificités de cette démarche (approche expérimentale, raisonnement qualitatif ou par analogie, modélisation non mathématique) seront soulignées. Les TP-Cours permettent d’adopter cette progression.

II. PROGRAMME

hPréambule

Le programme de PCSI forme un ensemble cohérent réparti sur deux années, que les étudiants choisissent à la fin de la première période, la filière PC ou la filière PSI.

L’enseignement de la chimie est abordé au cours des deux années selon trois axes complémentaires :

- un axe expérimental important qui met en jeu les techniques de base et les outils de modélisation et de simulation ;

- un axe conceptuel qui permet d’acquérir les notions théoriques de base ;

- un axe orienté vers les applications qui présente ou illustre les concepts et notions fondamentaux dans le domaine des matériaux et de la synthèse organique.

La démarche expérimentale qui s’inscrit dans la continuité du cycle terminal du lycée, doit être privilégiée. La réflexion sur les phénomènes doit primer sur toute dérive calculatoire. Les exercices qui ne font place qu’à l’application des mathématiques doivent être bannis. Les travaux pratiques et les TP-cours sont les temps forts de cet enseignement.

Chaque fois que cela est possible, le micro-ordinateur interfacé doit être employé pour l’acquisition et le traitement des données expérimentales. Plus généralement, l’outil informatique est utilisé chaque fois qu’il apporte un gain de temps ou permet une amélioration de la compréhension. L’emploi de banques de données ou de logiciels scientifiques est signalé dans les différentes rubriques du programme.

L’enseignement de chimie de la première période de la première année revêt un caractère particulier. En effet, à la fin de cette période, les étudiants doivent choisir entre les deux options PC et PSI, qui préfigureront leur orientation en seconde année. Il importe donc d’apporter aux étudiants des éléments de décision. Dans cette période, le professeur veillera à dégager les spécificités et l’originalité de la démarche scientifique en chimie. Le choix d’y réaliser une initiation à la synthèse organique n’est pas étranger à cette préoccupation.

Le programme, dans son approche théorique, est soigneusement articulé et abondamment commenté. Si la liberté pédagogique du professeur reste entière, il lui est toutefois imposé de traiter

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certains chapitres lors de la première période de la première année qui constitue un tronc commun

d’enseignement.

Le contenu de l’enseignement de première année constitue le socle de connaissances qui doit

permettre aux étudiants de poursuivre leur scolarité aussi bien dans la filière PC que dans la filière

PSI.

Les pratiques d’évaluation impliquent la connaissance de tout le programme. Elles doivent éviter

tout formalisme excessif et être proches des réalités expérimentales ou technologiques et des

applications pratiques.

D’une manière générale, l’évaluation des savoir-faire expérimentaux est une nécessité compte tenu

des objectifs.

Les connaissances exigibles sont strictement limitées au programme et à ses commentaires. Ces

derniers peuvent préciser les limites du programme.

Première année

Programme de la première période commune

Les paragraphes ou les phrases précédés d’un astérisque * ne sont pas au programme de la

classe de PSI.

I. Architecture de la matière

I.1 Classification périodique des éléments

Il s’agit d’une première approche simple de la description du comportement des électrons dans les

atomes, l’objectif premier est de savoir écrire correctement la configuration électronique d’un

atome dans son état fondamental. Cette étude est complétée lors d’un TP-cours consacré à la

réactivité comparée de quelques corps purs simples compte-tenu de la position de leur élément

constitutif dans la classification périodique (les halogènes, et quelques éléments représentatifs de la

troisième période).

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Programme

Commentaires

Introduction des nombres quantiques : n, l, ml et ms. Existence de niveaux d’énergie quantifiés dans l’atome , dégénérescence de ces niveaux.

Configuration électronique d’un atome ou d’un ion (à l’état fondamental) ; principe de Pauli, règles de remplissage.

Construction de la classification périodique ; structure en blocs.

Évolution de quelques propriétés atomiques : énergie d’ionisation,

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