Syllabus de chimie GATE

Sections / Unités	Les sujets
Section A	Physical Chemistry
Unité 1	Structure
Unité 2	Équilibre
Unité 3	Cinétique
Unité 4	Surfaces et interfaces
Section B	Inorganic Chemistry
Unité 1	Principaux éléments du groupe
Unité 2	Éléments de transition
Unité 3	Lanthanides et actinides
Unité 4	Organométalliques
Unité 5	Radioactivité
Unité 6	Chimie bio-organique
Unité 7	Solides
Unité 8	Méthodes d'analyse instrumentales
Section C	Organic Chemistry
Unité 1	Stéréochimie
Unité 2	Mécanismes de réaction
Unité 3	Synthèse organique
Unité 4	Réactions péricycliques et photochimie
Unité 5	Composés hétérocycliques
Unité 6	Biomolécules
Unité 7	Spectroscopie

Syllabus

Section A: Physical Chemistry

Unit 1: Structure

Postulats de la mécanique quantique
Equations de Schrödinger dépendantes et indépendantes du temps
Interprétation née
Particule dans une boîte
Oscillateur harmonique
Rotor rigide
Atome d'hydrogène: orbitales atomiques
Atomes multiélectroniques: approximation orbitale
Techniques de variation et de perturbation du premier ordre
Liaison chimique: théorie des liaisons de Valence et théorie LCAO-MO
Orbitales hybrides
Applications du LCAO-MOT à H ₂₊ , H ₂ et à d'autres molécules diatomiques homonucléaires, à des molécules diatomiques hétéronucléaires comme HF, CO, NO et à de simples systèmes d'électrons π délocalisés
Approximation de Huckel et son application aux systèmes annulaires π - électrons
Éléments et opérations de symétrie
Groupes de points et tables de caractères
Origine des règles de sélection pour la spectroscopie rotationnelle, vibrationnelle, électronique et Raman des molécules diatomiques et polyatomiques
Coefficients d'Einstein
Relation du moment de transition intégral avec le coefficient d'extinction molaire et la force de l'oscillateur
Principes de base de la résonance magnétique nucléaire: facteur g nucléaire, déplacement chimique, couplage nucléaire

Unit 2: Equilibrium

Lois de la thermodynamique
États standard
Thermochemistry
Fonctions thermodynamiques et leurs relations -
- Relations Gibbs-Helmholtz et Maxwell
- Équation de Van't Hoff
Critères de spontanéité et d'équilibre
Entropie absolue
Quantités molaires partielles
Thermodynamique du mélange
Potentiel chimique
Coefficients de fugacité, d'activité et d'activité
Équilibres chimiques
Dépendance de la constante d'équilibre à la température et à la pression
Solutions non idéales
Mobilité ionique et conductivité
Loi limitative Debye-Huckel
Équation de Debye-Huckel-Onsager
Potentiels d'électrode standard et cellules électrochimiques
Titrages potentiométriques et conductométriques
Règle de phase
Équation de Clausius Clapeyron
Diagramme de phase des systèmes à un composant: CO ₂ , H ₂ O, S
Systèmes à deux composants -
- Système liquide-vapeur
- Système liquide-liquide
- Systèmes solide-liquide
Distillation fractionnée
Azéotropes et eutectiques
Thermodynamique statistique -
- Ensembles microcanoniques et canoniques
- Distribution Boltzmann
- Fonctions de partition
- Propriétés thermodynamiques

Unit 3: Kinetics

Théorie des états de transition -
- Équation d'Eyring
- Aspects thermodynamiques
Surfaces d'énergie potentielle et trajectoires classiques
Réactions élémentaires, parallèles, opposées et consécutives
Approximation de l'état d'équilibre
Mécanismes de réactions complexes
Réactions unimoléculaires
Cinétique de polymérisation et catalyse enzymatique
Cinétique de réaction rapide: méthodes de relaxation et d'écoulement
Cinétique des processus photochimiques et photophysiques

Unit 4: Surfaces and Interfaces

Physisorption et chimisorption
Isothermes de Langmuir, Freundlich et BET
Catalyse de surface: mécanisme de Langmuir-Hinshelwood
Tension superficielle, viscosité
Self-assembly
Chimie physique des colloïdes, micelles et macromolécules

Section B: Inorganic Chemistry

Unit 1: Main Group Elements

Hydrures, halogénures, oxydes, oxoacides, nitrures, sulfures - formes et réactivité
Structure et liaison des boranes, carboranes, silicones, silicates, nitrure de bore, borazines et phosphazènes
Allotropes de carbone
Chimie des gaz rares, des pseudohalogènes et des composés interhalogénés
Concepts acide-base

Unit 2: Transition Elements

Chimie de coordination -
- structure et isomérie
- Théories de la liaison (VBT, CFT et MOT)
Diagrammes de niveau d'énergie dans divers champs cristallins, CFSE, applications de CFT, distorsion de Jahn-Teller
Spectres électroniques de complexes de métaux de transition -
- Symboles des termes spectroscopiques
- Règles de sélection
- Diagrammes d'Orgel
- Spectres de transfert de charge
Propriétés magnétiques des complexes de métaux de transition
Mécanismes de réaction -
- Stabilité cinétique et thermodynamique
- Réactions de substitution et redox

Unit 3: Lanthanides and Actinides

Recovery
Propriétés périodiques
Propriétés du spectre
Propriétés magnétiques

Unit 4: Organometallics

Règle des 18 électrons
- metal-alkyl
- metal-carbonyl
- complexes métal-oléfine et métalcarbène
- metallocenes
Fluxionalité dans les complexes organométalliques
Types de réactions organométalliques
Catalyse homogène -
- Hydrogenation
- Hydroformylation
- Synthèse d'acide acétique
- Métathèse et oxydation des oléfines
Catalyse hétérogène -
- Réaction de Fischer-Tropsch
- Polymérisation Ziegler-Natta

Unit 5: Radioactivity

Processus de désintégration
Demi-vie des éléments radioactifs
Processus de fission et de fusion

Unit 6: Bioinorganic Chemistry

Transport d' ions (Na ⁺ et K ⁺ )
Liaison d'oxygène
Transport et utilisation
Réactions de transfert d'électrons
Fixation de l'azote
Métalloenzymes contenant -
- Magnesium
- Molybdenum
- Iron
- Cobalt
- Copper
- Zinc

Unit 7: Solids

Systèmes cristallins et treillis
Avions Miller
Emballage en cristal
Défauts cristallins
Loi de Bragg
Cristaux ioniques
Structures de composés de type AX, AX2, ABX3
Spinels
Théorie des bandes
Metals
Semiconductors

Unit 8: Instrumental Methods of Analysis

Spectrophotométrie UV-visible
Spectroscopie RMN et ESR
Spectrométrie de masse
Chromatographie, y compris GC et HPLC
Méthodes électroanalytiques -
- Polarography
- Voltamétrie cyclique
- Electrodes sélectives aux ions
Méthodes thermoanalytiques

Section C: Organic Chemistry

Unit 1: Stereochemistry

Chiralité des molécules organiques avec ou sans centres chiraux et détermination de leurs configurations absolues
Stéréochimie relative dans les composés ayant plus d'un centre stéréogène
Atomes, groupes et faces homotopiques, énantiotopiques et diastéréotopiques
Synthèse stéréosélective et stéréospécifique
Analyse conformationnelle des composés acycliques et cycliques
Isomérie géométrique
Effets de configuration et de conformation et participation des groupes voisins sur la réactivité et la sélectivité / spécificité

Unit 2: Reaction Mechanisms

Concepts mécanistes de base -
- Contrôle cinétique versus thermodynamique
- Le postulat de Hammond et le principe de Curtin-Hammett
Méthodes de détermination des mécanismes de réaction par l'identification des produits, des intermédiaires et du marquage isotopique
Réactions de substitution nucléophiles et électrophiles (à la fois aromatiques et aliphatiques)
Réactions d'addition à des liaisons multiples carbone-carbone et carbone-hétéroatome (N, O)
Réactions d'élimination
Intermédiaires réactifs -
- Carbocations
- Carbanions
- Carbenes
- Nitrenes
- Arynes
- Radicaux libres
Réarrangements moléculaires impliquant des atomes déficients en électrons

Unit 3: Organic Synthesis

Synthèse, réactions, mécanismes et sélectivité impliquant les classes de composés suivantes -
- Alkenes
- Alkynes
- Arenes
- Alcohols
- Phenols
- Aldehydes
- Ketones
- Acides carboxyliques
- Esters
- Nitriles
- Halides
- Composés nitro
- Amines et amides
Utilisations de réactifs à base de Mg, Li, Cu, B, Zn et Si en synthèse organique
Formation de liaisons carbone-carbone par réactions de couplage - Heck, Suzuki, Stille et Sonogoshira
Concepts de synthèse en plusieurs étapes -
- Analyse rétrosynthétique
- Déconnexions stratégiques
- Synthons et équivalents synthétiques
Réactivité Umpolung - équivalents anion formyle et acyle
Sélectivité en synthèse organique - chimio, régio et stéréosélectivité
Protection et déprotection des groupes fonctionnels
Concepts de synthèse asymétrique - résolution (y compris enzymatique), désymétrisation et utilisation d'auxiliaires chiraux
Réactions de formation de liaisons carbone-carbone par les énolates (y compris les énolates de bore), les énamines et les éthers silylénoliques.
Réaction d'addition de Michael
Ajout stéréosélectif aux groupes C = O (modèles Cram et Felkin-Anh)