Er bestaan vele definities en omschrijvingen van wat physische chemie is. Hoe dan ook de Wikipedia-omschrijvingen (1) zijn niet eensluidend. Zoals steeds in dergelijke gevallen is de meest eenvoudige definitie de meest geschikte en deze luidt als volgt: Physische Scheikunde of Physico-Chemie is gewoon Scheikunde bekeken uit physisch oogpunt.
Volgens de Nederlandse Wikipedia is bvb de Theoretische Scheikunde een subdiscipline van de Physische Scheikunde ik citeer- :
In de theoretische chemie tracht men met behulp van wiskunde of computersimulaties en -berekeningen de eigenschappen van afzonderlijke moleculen of macroscopische hoeveelheden van stoffen te voorspellen. De kwantummechanica levert de basisbeginselen voor het begrip van de opbouw van de materie en van de chemische binding, terwijl de statistische thermodynamica het verband met de macroscopische thermodynamica levert.
Wat Wikipedia hier als Theoretische Scheikunde definieert wordt in de Angelsaksische literatuur als quantumchemie en computationele chemie bestempelt. Overigens dragen enkele bekende leerboeken, die handelen over de Physische Chemie (waaronder het fameuze leerboek van Walther Nernst), de titel Theoretische Chemie. Een onderscheid maken tussen Theoretische Chemie en Physische Chemie heeft dus weinig zin en brengt alleen maar verwarring.
De basis voor de klassieke fysische chemie werd rond 1890 gelegd door vooral Svante Arrhenius, Jacobus van 't Hoff, Wilhelm Ostwald en Walther Nernst. In de Engelstalige wereld geldt Josiah Willard Gibbs als de grondlegger van de fysische chemie, met zijn in 1867 gepubliceerde artikel On the Equilibrium of Heterogeneous Substances, waarin hij de begrippen vrjie energie, chemische potentiaal en de faseregel ontwikkelde. Ostwald en Van 't Hoff hebben richtten het Zeitschrift für physikalische Chemie. Walther Nernst (Nobel 1920) is bekend als grondlegger van de Electrochemie (2) en zijn fameus leerboek waarover verder meer.
In Nederland wordt dan weer Physische Scheikunde als een specifieke, typisch Hollandse discipline aanzien, tenminste als men Snelders (3) moet geloven ik citeer hier enkele zeer belangrijke uittreksels uit Sneldersboek- :
De thermodynamica van Gibbs bleek voor vele chemici te moeilijk te zijn. De Amerikaanse fysicus was het niet gelukt zijn opvattingen begrijpelijk te maken en dat was de oorzaak dat de minder strenge thermodynamica van Van 't Hoff tot de dertiger jaren een grote invloed op Nederlandse scheikundigen kon blijven uitoefenen.
Van 't Hoffs benadering van de thermodynamica was namelijk die van een praktisch chemicus die vooral geïnteresseerd was in het begrijpen van chemische reacties. Van 't Hoff bekommerde zich minder om wetenschappelijke gestrengheid dan om het vinden van eenvoudige verbanden die toepasbaar zijn voor het laboratorium-onderzoek.
J.J. van Laar merkte daarover later - in 1921 - op: « Het is wel jammer, dat in de laatste 30 jaar de scheikunde wat al te veel vermathematizeerd is geworden en de eigenlijke kern dier wetenschap daarbij enigszins in het gedrang is gekomen. Toch was die verandering in vele opzichten nodig: zonder het ingrijpen van physica èn wiskunde zou de scheikunde een zuiver empirische apothekerswetenschap zijn gebleven ».
Ook van 't Hoff zag de noodzakelijkheid in van de medewerking der natuurkunde, maar beperkte het wiskundig gedeelte tot een minimum. Dat was tegelijk zijn kracht, en ook zijn zwakheid. Zijn kracht, terwijl de nieuwe begrippen thans beter toegankelijk werden voor de doorsnee-chemicus - zijn zwakheid, omdat bij vele vraagstukken de strenge oplossing nu eenmaal zonder wiskunde niet mogelijk was. Daar moesten v.d. Waals en anderen een handje helpen.
In ons land was dat vooral Johannes Jacobus van Laar (1860-1938), die van 1881 tot 1884 onder Van der Waals, Van 't Hoff en de wiskundige Diderik Johannes Korteweg (1848-1941) in Amsterdam had gestudeerd. In 1903 werd Van Laar assistent van Bakhuis Roozeboom. Hij gaf colleges thermodynamica en elektrochemie en na het overlijden van Bakhuis Roozeboom tot de benoeming van diens opvolger ook colleges fasenleer.
Van 1908 tot 1912 was Van Laar lector in de propedeutische wiskunde voor chemici. Om gezondheidsredenen vertrok hij toen naar Zwitserland, waar hij tot aan zijn overlijden woonde en werkte. Na zijn overlijden karakteriseerde Kruyt hem als een man die in zijn werk uitging van de thermodynamica van Gibbs en tegelijk [van] de moleculair-kinetische gedachtengang van van der Waals, terwijl ook de intuitief geniale denkwijze van van 't Hoff hem bekoord.
Dat hij bij zijn chemische landgenoten niet veel waardering oogstte, vond Kruyt achteraf wel te begrijpen. In de eerste plaats het mathematische kleed, waarin hij alles stak, dat menigeen de moed benam hem op de voet te volgen, en dan was er zijn onbarmhartige kritiek, scherp aanvallend, die maakte, dat wie hem niet persoonlijk kende, hem voor een ongemoedelijke zwartgallige brombeer hield.
Zijn grootste verdienste voor de chemische gemeenschap zijn ongetwijfeld zijn bijdragen tot het populariseren van de theorie van Gibbs. Dank zij Van Laar is voor tal van chemici de behandeling en toepassing van de thermodynamica op chemische vraagstukken gemakkelijker gemaakt.
Hoewel Van Laars werk door de wiskundige behandeling voor veel chemici te moeilijk was, is het een van zijn grootste verdiensten geweest dat hij de behandeling en de toepassing van de thermodynamica op chemische vraagstukken algemeen onder de Nederlandse scheikundigen bekend maakte.
In 1905 schreef hij voor het Chemisch Weekblad een serie artikelen: Iets over den thermodynamischen potentiaal en zijne toepassingen op scheikundige evenwichtsproblemen, die in 1906 in het Duits gebundeld werden uitgegeven als Sechs Vorträge über das Thermodynamische Potential und seine Anwendungen auf chemische und physikalische Gleichgewichtsprobleme. Eingeleitet durch zwei Vorträge über nichtverdünnte Lösungen und über den osmotischen Druck. Deze - overigens nooit uitgesproken - zes voordrachten bevatten een helder en duidelijk overzicht over het gebruik van de tweede hoofdwet van de thermodynamica voor de scheikunde.
Gedurende zijn gehele leven was Van Laar voorstander van een zuiver thermodynamische studie van de oplossingsverschijnselen. Hij verzette zich fel tegen de opvatting dat de osmotische druk de oorzaak zou zijn van de verschijnselen in elektrolytoplossingen en wilde de evenwichten in elektrolytoplossingen alleen bestuderen met behulp van de thermodynamische potentiaal. Het is dan ook niet vreemd dat hij al vroeg in conflict kwam met de vooral in Duitsland heersende osmotische school.
Er waren volgens Van Laar dan ook omstreeks de eeuwwisseling twee soorten van thermodynamica: de goede van Clausius tot Gibbs, van der Waals, Duhem en Planck voor de physici - en de andere, met osmotischen druk en kringprocesjes, voor de theoretische chemici. De laatste aanpak leverde alleen grensformules op voor zeer verdunde oplossingen.
Er waren bovendien twee soorten van differentiaalrekening: de goede, door de mathematici en physici gebruikt, en die der chemici [...] welke er maar op los differentieerden, zonder er op te letten, welke grootheden met de gedifferentieerde grootheden mede veranderden!. Voor de wiskundig begaafde Van Laar was dit een gruwel.
Het leidde allemaal tot nieuwe theoretische dwaasheden. Nog in 1926 signaleerde hij een nieuwe dwaalster aan den wetenschappelijken Hemel, nl. het Warmtetheorema van Nernst. Nadat Walther Nernst in 1906 zijn Wärmesatz had gepubliceerd [bij het absolute nulpunt is het verschil tussen de maximale arbeid (=vrije energie) en de reactiewarmte (=inwendige energie) nul], kwam er direct felle afwijzende kritiek van Van Laar, alsmede van de fysici Ph. Kohnstamm en L.S. Ornstein (1910).
Van Laar was tegen de manier, waarop Nernst zijn theorema gebruikte voor de berekening van evenwichtsconstanten van homogene gasreacties. E. Cohen (1911) en H.R. Kruyt (1913) uitten kritiek op de experimentele onderbouwing van het theorema van de Duitse fysisch-chemicus. Cohen reageerde op de discrepantie tussen de door hem experimenteel gevonden elektromotorische kracht van concentratiecellen en de theoretische waarde die uit het theorema van Nernst volgde; Kruyt reageerde op het theoretisch berekende overgangspunt van rhombische en monokliene zwavel, dat afweek van de door hem experimenteel gevonden waarde. Overigens was de verificatie van het warmtetheorema bijzonder moeilijk, omdat bij extreem lage temperaturen evenwichten zich bijzonder langzaam instellen
In de meeste leerboeken over Physische Chemie wordt met geen woord over al deze tegenstellingen gerept. Om deze reden alleen al is een boek als Kiréev's « Chimie Physique » (zie voorgaand hoofdstuk)erg belangrijk; want Kiréev legt bij de behandeling van de tweede hoofdwet de nadruk op het begrip totale differentiaal, waardoor een meer exacte benadering van deze, vaak verkeerd geïnterpreteerde, wet bekomen wordt. Ook bij Rutgers' « Physische Chemie » is dit het geval (zie volgend cursiefje).
Vóór WOII was dit veelal niet het geval zoals bvb in het toen als standaardwerk beschouwde « Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadro'schen Regel und der Thermodynamik » van Walther Nernst.
Dit werk zal vele herdrukken en herwerkte edities kennen en werd o.m. ook vertaald in het Engels « Theoretical chemistry from the standpoint of Avogadro's law and thermodynamics » en in het Frans.
De Franse versie getiteld «Traité de Chimie Générale » werd uitgegeven door Hermann in 1928 en omvat twee delen: tome I « Propriétés Générales des corps - Atomes et Molécules » (620 pagina's) en tome II « Transformations de la Matière et de l'Energie » (500 pagina's). Let wel dat de Franse titel enigzins misleidend is. In mijn bibliotheek heb ik helaas alleen het laatste deel en voor de inhoud van het eerste deel heb ik dan ook beroep gedaan op de Engelse versie, die als e-boek beschikbaar is:
- Introduction to some fundamental principles of modern investigation: Empirical facts and their hypothetical generalization
§1 Measurement §2 The indestructibility of matter §3 The transmutability of matter §4 Simple and compound matter §5 The indestructibility of energy §6 Measurement of Energy §7 Equations of motion of a particle §8 The convertibility of energy §9 Isothermal process §10 Transfer of heat §11 Summary of the two laws §12 Analytical formulation of the maximal work §13 Free energy §14 Conditions of thermodynamic equilibrium §15 Physical mixtures and chemical compounds §16 The law of constant and multiple proportions §17 The molecular hypothesis §18 The atom and the molecule §19 The table of the elements §20 Classification of natural processes §21 The principle of arrangement
BOOK I: The Universal Properties of Matter
Chapter 1 « The Gaseous State of Aggregation »
§1 The universal properties of gases §2 The laws of gases §3 The hypothesis of Avogadro §4 The content of energy of a gas §5 The specific heat of gases §6 The specific heat of gases at very high temperatures §7 The dependence of the specific heat of gases on the temperature §8 The thermodynamics of gases first law §9 The ratio of the specific heats of a gas §10 The thermodynamics of gases second law §11 The behavior of gases at higher pressures
Chapter 2 « The Liquid State of Aggregation »
§1 The general properties of liquids §2 Surface tension §3 Vapor pressure and the heat of vaporization §4 The form of the vapor pressure curve §5 The boiling-point §6 The critical phenomena
Chapter 3 « The Solid State of Aggregation »
§1 General properties of solid bodies §2 Melting-point and pressure §3 The vapor pressure of solid substances §4 The crystallized state §5 The fundamentals of geometrical crystallography §6 The classification of crystals according to symmetry §7 Regular system §8 Hexagonal system §9 Tetragonal System §10 Orthorhombic system §11 Monoclinic system §11 Triclinic System §12 Twinning and growths of crystals §13 The physical properties of crystals §14 The optical properties of crystals §15 The physical properties of lower symmetry §16 The determination of the crystallographic symmetry §17 Polymorphism §18 Liquid crystals §19 Amorphous state
Chapter 4 « The Physical Mixture »
§1 General observations §2 Gas mixtures §3 The physical properties of liquid mixtures §4 The optical behavior of mixtures §5 One-sided properties §6 The vaporization of mixtures §7 The theory of fractional distillation §8 The thermodynamic treatment of liquid mixtures §9 The critical point of mixtures §10 Isomorphous mixtures §11 The physical properties of mixed crystals §12 Fusion and solidification of mixtures §13 The thermodynamics of isomorphous mixtures §14 Adsorption
Chapter 5 « Dilute Solutions »
§1 General remarks §2 Osmotic pressure §3 The direct measurement of the osmotic pressure §4 Indirect methods for the measurement of osmotic pressure §5 Separation of the pure solvent from the solution §6 Separation of the dissolved substance from the solution §7 The law of osmotic pressure §8 Osmotic pressure and concentration §9 Osmotic pressure and temperature §10 Osmotic pressure and the heat of dilution §11 Osmotic pressure and the nature of the substance dissolved §12 Osmotic pressure and gas pressure §13 The law of absorption of Henry and Dalton §14 The nature of the solvent §15 Molecular state of bodies in solution §16 Osmotic pressure and hydro-diffusion §17 Osmotic pressure in mixture §18 Vapor pressure of concentrated solutions - Ideal concentrated solutions §19 The extent of the domain of the laws of solutions §20 Solid solutions
BOOK II: Atom and Molecule
Chapter 1 « Atomic Theory »
§1 Combining weight and atomic weight §2 The rule of Avogadro §3 The law of Dulong and Petit §4 Isomorphism §5 The periodic system of the Elements §6 Physical properties of the elements §7 Melting-point of elements on the absolute scale §8 Significance of the periodic system in the table of atomic weights §9 The spectra of the elements §10 Regularities in the distribution of the spectral lines of the elements
Chapter 2 « The Kinetic Theory of the Molecule »
§1 General observations §2 The kinetic theory of gases §3 The rule of Avogadro §4 The ratio of the specific heats §5 The mean length of the free path §6 The behavior of gases at higher pressures §7 The equation of van der Waals §8 The kinetic theory of liquids §9 The reduced equation of condition §10 Application of the theory of corresponding states §11 The coexistence of liquid and vapor §12 The demonstration by Young §13 The heat content of compressed gases and liquids §14 Critique of the results §15 The kinetic theory of the solid state of aggregation §16 The kinetic theory of mixtures §17 The kinetic theory of solutions
Chapter 3 « The Determination of Molecular Weight »
§1 The molecular weight of gaseous substances §2 Regnault's method §3 Dumas's method §4 The Gay-Lussac-Hofmann method §5 Victor Meyer's method by the displacement of air §6 The determination of the vapour density at very high temperatures §7 The determination of the vapor density at diminished pressure §8 Calculation of atomic weight from gas density §9 The determination of the molecular weight from the osmotic pressure of the dissolved substance §10 The depression of the freezing-point §11 Freezing-point of very dilute solutions §12 The lowering of the vapor pressure §13 The investigation of volatile substances §14 The lowering of the solubility §15 The distribution of a substance between two solvents §16 The role of the solvent §17 The molecular weight of strongly-compressed gases and of liquids §18 Molecular weight of solids
Chapter 4 « The Constitution of the Molecule »
§1 Allotropy and isomerism §2 The constitution of the molecule §3 The chemical forces §4 The doctrine of valence §5 The dualistic and the unitary view §6 The changeableness of chemical valence §7 Molecular Compounds §8 The compounds of carbon §9 The peculiarities of the carbon compounds §10 The methods for the determination of the constitution §11 The benzene theory §12 The stereochemistry of carbon §13 Optical isomerism §14 Geometrical isomerism §15 The stereochemistry of nitrogen
Chapter 5 « Physical Properties and Molecular Structure »
§1 General observations §2 Specific volume and molecular volume §3 The density of solid bodies §4 The refractive power §5 The molecular refraction of organic compounds §6 Dielectric constants §7 Magnetic rotation of the plane of polarization §8 Magnetism §9 The heat of combustion §10 Regularities in the boiling-points of organic compounds §11 The boiling-point
Curves §12 « The critical data »
§13 Heat of evaporation §14 The melting- point §15 Internal friction §16 The natural rotation of the plane of polarization §17 The decomposition of a mixture of optical isomers §18 Quantitative relations of the rotatory power §19 The absorption of light §20 The theory of coloring substances §21 Fluorescence §22 Crystal form §23 The systemization of the physical properties
Chapter 6 « The Dissociation of Gases »
§1 Abnormal vapor densities §2 Dissociation §3 The extent of dissociation §4 The physical conduct of dissociated gases effusion §5 Color §6 Specific heat §7 Thermal conductivity §8 The condition of dissociation
Chapter 7 « Electrolytic Dissociation »
§1 Dissociation in solutions §2 Water solutions §3 Electrolytic conduction §4 The free ions §5 The determination of the degree of electrolytic dissociation §6 Hittorf's transportation values and Kohlrausch's law of the independent migration of ions §7 The characteristics of electrolytic dissociation §8 The diffusion of electrolytes §9 The friction of the ions §10 Other solvents §11 Werner's theory of molecular compounds §12 Incandescent gases §13 Historical observations
Chapter 8 « The Physical Properties of Salt Solutions »
§1 The necessity of the additive relation §2 The density of salt solutions §3 The refractive power of salt solutions §4 Light absorption and color §5 The natural power of rotation §6 Ionic mobility §7 Systematic resume' of the properties of ions
Chapter 9 « The Atomistic Theory of Electricity »
§1 Generalities §2 Ion and electron §3 Free electrons §4 Action of electrons on gases §5 Other methods of formation of gas ions §6 Mobility of the gas ions §7 Diffusion of gas ions §8 Condensation by gas ions §9 Positive and negative elements
Chapter 10 « The Metallic State »
§1 Generalities §2 Metallic solutions § 3 Metallic alloys §4 Electric conductivity of alloys §5 The theory of metallic conduction
Chapter 11 « Colloidal Solutions »
§1 Colloids and crystalloids §2 Osmotic pressure §3 The freezing-point and the vapor pressure §4 The molecular weight of colloids §5 Gelatination §6 Dialysis
Chapter 12 « The Absolute Size of Molecules »
§1 The superior limit §2 The space occupied by molecules §3 The density of molecules §4 The size of molecules §5 The number and weight of molecules §6 The electric charge of an ion §7 Determination of the absolute charge of an ion by J. J. Thomson
LIVRE III «Les Transformations de la Matière» -Théorie de lAffinité I-»
Chapitre 1 « La Loi de lAction chimique des Masses »
§1 But de la théorie de laffinité §2 Equilibre chimique §3 Réaction réversible §4 Théorie cinétique de la loi de laction des masses §5 Sur lhistorique de la loi de laction des masses
§1 Equilibre entre deux gaz §2 Formation de lacide iodhydrique §3 Phénomènes de dissociation dans les gaz §4 Dissociation du peroxyde dazote §5 Influence des gaz indifférents §6 Influence d un excès des produits de dissociation §7 Fréquence des phénomènes de dissociation §8 Equilibre dans les systèmes liquides homogènes léthérification- §9 Influence de la nature des corps réagissants §10 Dissociation des éthers §11 Equilibres dans les dissolutions §12 Partage de lacide chlorhydrique entre deux alcaloïdes §13 Dissociation dans les solutions §14 Ethérification dans le benzène §15 Démonstration de laction chimique par la pression osmotique §16 Influence du dissolvant §17 Le dissolvant prend part à la réaction §18 Equilibre dans les systèmes solides
§1 Nature de lhétérogénéité §2 Règle générale sur linfluence du rapport des masses §3 Equilibre hétérogène complet §4 Phases de composition variable §5 Equilibre entre une phase gazeuse et des corps solides sublimation- §6 Dissociation dun corps solide qui ne fournit qu un seul gaz §7 Formation dun gaz au moyen de plusieurs substances solides §8 Dissociation dune substance solide qui fournit plusieurs gaz §9 Réaction entre un nombre quelconque de gaz et des corps solide §10 Le cas précédent peut être ramené à une sublimation et à une dissociation §11 Equilibre entre une phase liquide et des corps solides solubilité des liquides- §12 Solubilité des hydrates §13 Equilibre entre les solides et des solutions §14 Plusieurs phases de composition variable tension de vapeur des solutions- §15 Principe de répartition §16 Vaporisation simultanée des dissolvants et des corps dissous §17 Solubilité réciproque des liquides §18 Partage dune substance entre deux dissolvants §19 Application de la loi de répartition à la détermination des équilibres chimiques §20 Equilibre dadsorption §21 Congélation et cristallisation des solutions §22 Les prétendus cryohydrates §23 Equilibre entre les solutions liquides et les solutions solides §24 Cas le plus général
Chapitre 4 « Equilibre Chimique dans les Solutions salines »
§1 Faculté de réaction des ions §2 Dissociation électrolytique §3 Dissociation électrolytique et nature chimique §4 Affinité des acides organiques §5 Mélange de deux électrolytes ayant un ion commun §6 Equilibre entre deux électrolytes quelconques §7 Phénomènes de neutralisation §8 Dissociation électrolytique de leau pure §8 Cas le plus général de léquilibre homogène §9 Partage dune base entre deux acides §10 Force des acides et des bases §11 Dissociation hydrolytique §12 Théorie des indicateurs §13 Sensibilité des indicateurs §14 Influence réciproque de la solubilité des sels §15 Anomalies dues à la formation dions complexes §16 Phénomènes produits par laddition d un sel §17 Electrolytes fortement dissociés §18 Réaction entre un nombre quelconque des sels solides et leur solution §19 Réactions normales et réactions anormales §20 Précipitation et dissolution des précipités §21 Partage d un électrolyte entre l eau et une seconde phase §22 Echange de bases des permutites
Chapitre 5 « Cinétique Chimique »
§1 Généralités §2 Linversion du sucre §3 Action catalytique des ions hydrogène §4 Catalyse des éthers §5 Formation de lhydrogène sulfuré au moyen des éléments §5 Réactions unimoléculaires §6 Réactions bimoléculaires saponification des éthers- §7 Théorie de la saponification §8 Réactions trimoléculaires et multimoléculaires §9 Marche et mécanisme dune réaction §10 Application de la cinétique chimique à la détermination de la marche des réactions chimiques §11 Marche des réactions incomplètes §12 Multirotation du sucre de lait §13 Tautomérie §14 Influence du milieu §15 Catalyse §16 Autocatalyse §17 Catalyseurs spécifiques §18 Réactions de fermentation §19 Cinétique des systèmes hétérogènes §20 Vitesse de dissolution des cristaux mixtes §21 Nature cinétique de léquilibre physique et de léquilibre chimique §22 Théorie moléculaire de la cinétique chimique
LIVRE IV «Les Transformations de LEnergie» -Théorie de lAffinité II-»
Chapitre 1 « Thermochimie I applications du premier principe de la chaleur- »
§1 Généralités §2 Effet thermique §3 Loi des sommes de chaleur constantes §4 Influence de la température sur leffet thermique §5 Méthodes thermochimiques §6 Gaz et solutions §7 Variations de létat dagrégation §8 Chaleurs de dissolution §9 Chaleur de formation §10 Chaleur de combustion des composés organiques §11 Thermochimie des électrolytes
Chapitre 2 « Thermochimie II température et équilibre chimique complet- »
§1 Application du second principe de la théorie mécanique de la chaleur; historique §2 Règle des phases de Gibbs §3 Point de transition §4 Equilibre entre les différentes phases de leau §5 Equilibre entre leau et lanhydride sulfureux §6 Les hydrates du chlorure ferrique §7 Démonstration des combinaisons chimiques de deux composants par les courbes de fusion §8 Analyse thermique §9 Systèmes formés de trois espèces de molécules §10 Remarque générale sur les équilibres complets §11 Thermodynamique de léquilibre complet §12 Systèmes condensés §13 Point de fusion §14 Transformation allotropique §15 Point de transition limpide trouble §16 Fusion des sels hydratés §17 Formation des sels doubles §18 Double décomposition des sels solides §19 Tension de vapeur et solubilité à la température de transformation 20 Détermination de la température de transformation §21 Phénomènes de retardement dans la détermination des points de transformation
Chapitre 3 « Thermochimie IIItempérature et équilibre incomplet- »
§1 Thermodynamique de léquilibre incomplet §2 Isothermes et isochores de réaction §3 Déduction des isothermes de réaction §4 Déduction des isochores de réaction §5 Vaporisation §6 Dissociation des substances solides §7 Dissolution des substances solides §8 Dissociation des substances solides dans la dissolution §9 Dissolution des gaz §10 Dissociation des substances gazeuses §11 Dissociation des substances dissoutes §12 Dissociation électrolytique du dissolvant §13 Formation de combinaisons endothermiques aux hautes températures §14 Intégration générale de léquation de lisochore de réaction §15 Principe du remplacement des phases §16 Influence de létendue dune phase §16 Influence de la température et de la pression sur létat déquilibre chimique §17 Influence dune pression non uniforme §18 Potentiel thermodynamique
Chapitre 4 « Thermochimie IVvitesse de réaction et température- »
§1 Accélération des réactions chimiques par élévation de la température §2 Décompositions non réversibles §3 Application de la thermodynamique §4 Explosions et inflammations §5 Faculté de réaction des gaz §6 Détermination des équilibres chimiques dans les systèmes gazeux à haute température §7 Dissociation de la vapeur deau et de lanhydride carbonique §8 Inflammation dun mélange gazeux par compression adiabatique §9 Propagation de la combustion dans un mélange gazeux inflammable §10 Explosifs liquides et solides §11 Action catalytique de lhumidité §12 Isotopes radioactifs comme indicateurs
Chapitre 5 « Thermochimie V chaleur et énergie chimique- »
§1 Le principe du travail maximum est une interprétation fausse des effets thermiques §2 Mesure de laffinité chimique §3 Comparaison de lénergie totale et de lénergie libre §4 Résultats de lexpérience §5 Méthodes de détermination de laffinité §6 Nouveau théorème de thermodynamique §7 Relation entre laffinité et le dégagement de chaleur dans les systèmes condensés §8 Point de transformation §9 Affinité et point de fusion §10 Intégration graphique §11 Utilisation des formules théoriques des chaleurs spécifiques §12 Entropie et nouveau théorème de thermodynamique §13 Equilibre chimique dans un système gazeux homogène §14 Equilibre hétérogène §15 Etablissement des formules des courbes de tension de vapeur §16 Calcul numérique des équilibres chimiques au moyen des effets thermiques §17 Etablissement d une formule d approximation §18 Examen de quelques exemples §19 Application du nouveau théorème pour le contrôle des travaux expérimentaux §20 Constantes chimiques vraies §21 La dégénération des gaz §22 Solutions et cristaux mixtes §23 Théorème thermodynamique et équation d état §24 Quelques considérations générales sur le nouveau théorème
Chapitre 6 « Electrochimie I Faits généraux- »
§1 Conduction électrolytique §2 Electrolyse §3 Production de lénergie électrique par les systèmes chimiques
§1 Travail électrique §2 Application du premier principe de la thermodynamique §3 Eléments réversibles §4 Transformation de lénergie chimique en énergie électrique §5 Polarisation galvanique §6 Calcul thermodynamique des forces électromotrices d après des tensions de vapeurs §7 Application de la thermodynamique à laccumulateur à lames de plomb §8 Force électromotrice et équilibre chimique §9 Calcul des forces électromotrices au moyen des grandeurs thermiques §10 Applications du nouveau théorème de thermodynamique §11 Lélément galvanique considéré comme système chimique
Chapitre 8 « Electrochimie III théorie osmotique- »
§1 Mécanisme de la production du courant dans les solutions §2 La dissolution des métaux §3 Théorie de la production du courant §4 Piles de concentration §5 Tensions normales et anormales §6 Piles à gaz §7 Piles doxydation et de réduction §8 Théorie de lélectrolyse §9 Applications chimiques de la théorie osmotique §10 Vitesse des réactions électrochimiques §11 Passivité §12 Théorie de la polarisation galvanique §13 Capacité de polarisation §14 Electrocapillarité §15 Calcul des potentiels des électrodes daprès les données thermiques §16 Théorie générale de lélectricité de contact §17 Conclusion finale
Chapitre 9 « Photochimie »
§1 Actions de lumière §2 Actinométrie §3 Extinction photochimique §4 Induction photochimique §5 Laction lente sur les sels dargent §6 Effet des décharges silencieuses §7 Lois générales de laction photographique §8 Chimiluminescence §9 Théorie de laction photochimique
Notes du Traducteur:
NOTE 1 « Sur la Théorie des Gaz loi de répartition de Maxwell- »
NOTE 2 « Sur la Concentration des ions hydrogène » (1- Importance de la question 2- Définitions et notations employées 3- Calcul des degrés de dissociation 4- Hydrolyse 5- Mélanges dun acide faible ou dune base faible avec leurs sels (solutions tampon) 7- Effet de la dilution 8- Neutralisation des acides par les bases ou des bases par les acides 9- Détermination de la concentration des ions hydrogène 10- Méthode colorimétrique 11- Méthode électrométrique)
- korte bespreking van Nernst's « Traité de Chimie Générale »
Nernst's « Theoretische Chemie » werd vóór WOII als hét standaardwerk over de Physische Chemie beschouwd. In Nature 109, 574-574 (06 May 1922) vindt men volgende beoordeling:
....Prof. Nernst's monumental treatise on general chemistry is so well known in this country and in America that no commendation of it is needed. It is a standard work in Germany, where it has already gone through numerous editions. In its French dress it has established a position in other parts of Europe and in Latin America.
The volume under review a large octavo of more than 600 pagesis the first part of the second French edition; it has been thoroughly revised in conformity with the latest German edition. It deals with the general properties of matter and with atomic and molecular theories in the light of contemporary knowledge.
In effect it is a treatise on the application of the fundamental principles of modern physics to chemistry, with due regard to inquiries wherever the study of chemical physics is actively pursued. Indeed, the wealth of bibliographical reference is one of the most commendable features of the work. This, of course, is as it should be. Science knows no national boundaries. This was not always so recognized in Germany.
In times not so very remote it was not unusual to notice a tendency to make the world believe that the study and development of physical science, and particularly chemistry and physics, had become almost the exclusive function and prerogative of German professors.
Instances were not unknown of actual appropriation of other mens work or of the willful suppression of all mention of their labors. No such charge could possibly be brought against the author of this work. He apparently keeps his eyes open to all sources of knowledge and welcomes evidence from any quarter.
(3) zie: H.A.M. Snelders « De geschiedenis van de scheikunde in Nederland. Deel 2: De ontwikkeling van chemie en chemische technologie in de eerste helft van de twintigste eeuw » (Delft University Press, Delft -1997-)
§ 7.2 Morphologie en Systematiek met Germain Verplancke
(Hoofdstuk 7 "Algemene en Experimentele Biologie")
§ 7.2 Morphologie en Systematiek met Germain Verplancke
Plantkunde was, voor toekomstige apothekers, in de eerste helft van de twintigste eeuw een erg belangrijk vak. De vele plantaardige geneesmiddelen (gedroogde kruiden, thees, plantaardige extracten..) die toen nog in gebruik waren, maakten een studie van de Plantkunde, zowel op het vlak van de morfologie en systematiek als van de fysiologie, noodzakelijk. Zo volstaat het bvb de Belgische Pharmacopee IV of V even open te slaan om zich hiervan te overtuigen. Ongeveer de helft van de monografieën waren toen gewijd aan dit soort geneesmiddelen. Sommige apothekers van die tijd ontpopten zich dan ook als ervaren botanici. Een voorbeeld hiervan was apotheker P. Van de Vijvere uit Brugge, die een officina had in de Hoogstraat te Brugge en jarenlang een gewaardeerd lid van de Belgische Pharmacopee-commissie is geweest. Hij was tevens een eminent expert voor de flora van het Zwin.
De leergang Plantkunde was in die jaren gespreid over de twee kandidaturen: morfologie en systematiek in de eerste, physiologie in de tweede kandidatuur. Germain Verplancke stond in voor de cursus Morfologie en Systematiek, Jacques Matton voor de cursus Physiologie. Of een dergelijke splitsing van een inleidende universitaire cursus Plantkunde een gelukkige keuze was lijkt mij erg twijfelachtig. In alle geval werd in die jaren, zoals aangetoond in vorig cursiefje, aan de Faculté des Sciences te Parijs, een dergelijk college verzekerd door één hoogleraar (Alexandre Guillermond, later Georges Mangenot).
Germain Verplancke was een kleurrijk personage, een prof van de oude school, die veel begrip toonde voor de studentikoze activiteiten. Zo miste hij bvb geen enkele herdenking van de bezetting van het Gravensteen(1) en keek hij met veel genoegen van uit zijn raam naar de voorbijtrekkende Gravensteenstoet. Alleen zijn professorale waardigheid belette hem waarschijnlijk zelf aan deze activiteiten deel te nemen.
Geboren in Brugge in 1898, had Germain Verplancke zijn middelbare studies volbracht aan het Koninklijk Atheneum te Brugge, waarna hij studeerde aan de Landbouwhogeschool te Gembloux. Hij behaalde er het diploma van ingénieur agronome in 1919 en van ingénieur des industries agricoles in 1920. Tot 1924 nam hij vervolgens de directie van de Winterschule te St Vith waar om tenslotte terug naar Gembloux te keren waar hij, bij Professor Marchal, een expert in de plantenziekteleer of phytopathologie in 1928 een doctorstitel behaalde. In dit verband verbleef hij een jaar in Noord Amerika waar hij het grote vraagstuk der aardappelziekte (een schimmelziekte) bestudeerde.
In 1931 (KB 01-12-1931) werd hij benoemd tot docent aan de Rijksuniversiteit te Gent met als volgende leeropdracht: « Beginselen der Plantkunde: Morphologie en Systematiek » en dit zowel in de kandidaturen als licenties (Aanvullingen der Plantkunde). Oorspronkelijk werd deze colleges in het Frans onderwezen, maar een paar jaar nadien werd deze cursus in het Nederlands gedoceerd.
In 1937 (KB 04-11-1937) werd hij tot gewoon hoogleraar benoemd. Door toedoen van zijn promotor werd hij verder in 1947 aangesteld tot Directeur van het Botanisch Instituut te Gent in opvolging van Camille De Bruyne.
Op dat ogenblik was de leerstoel echter al in twee gesplitst en werd de plantenfysiologie en de erfelijkheidsleer toevertrouwd aan een Nederlander G.L. Funcke, die amper 50 jaar oud al in 1946 overleed. Eén van de medewerkers van Funcke was Jacques Maton, die later eveneens Directeur van het Botanisch Instituut zou worden en waarmede ik later zou kennis maken (zie volgend cursiefje).
Een andere figuur die ik mij nog herinner was Betty. Betty was de koosnaam van Elisabeth Fryns-Claessens. Zij was werkleidster bij Verplancke en belast met het leiden van de praktische oefeningen, die doorgingen in het microscopisch laboratorium van het Botanisch Instituut (3).
Het is deze Betty die mij heeft ingewijd in het microscopisch onderzoek (hoe maakt men goede microscopische preparaten?) en mij heeft leren omgaan met een lichtmicroscoop. In tegenstelling met wat velen denken is het werken met een lichtmicroscoop niet zo eenvoudig. Een uitstekende monografie over microscopische technieken vindt men bvb in het tweedelig werk van Jean Loiseleur « Techniques de Laboratoire » (Masson 3èmeédition-1963-) (4) .
Wat ik echter bij onze Betty bijzonder vervelend vond en ik was zeker niet de enige- was het tekenen van wat men zag. Het afwisselend kijken door het oculair gevolgd door het schetsen op een wit blad was een helse karwei vooral voor brildragers. Projectiedispositieven, die het microscopisch beeld op een wit blad projecteerden waren natuurlijk niet voor studenten bestemd en van met een webcam uitgeruste microscoop was toen natuurlijk nog geen sprake.
Het is deze penibele ervaring die mij er later toe gebracht heeft de befaamde Carl Zeiss Photomicroscoop II (5) aan te kopen voor de uitvoering van dergelijke werkzaamheden (zie blog VI).
Wat zit er allemaal in een cambiumcel? Zo begon in 1958 een Germain Verplancke zijn eerste les in de Algemene Plantkunde (partim anatomie, morfologie en systematiek) aan de Gentse Alma Mater...
Cambium? Nog nooit van gehoord.. en daar bleef het niet bij. Het werd effenaf een waterval van zinnetjes doorspekt met vreemde, geleerde termen zoals bvb protoplast, microsomen of sferosomen, chondriosomen, nucleoli.. enz. enz.
Geen ogenblik dacht een Verplancke er aan, deze termen eventjes toe te lichten. In mijn naïviteit dacht ik toen, dat ik deze toelichting wel zou terugvinden in de tweedelige syllabus, die wij enkele weken nadien konden verkrijgen bij Philemon Beke, de technische bediende.. Maar nee hoor, deze syllabus was al even sibillijns als de uiteenzetting van Verplancke himself!!
Zoals al mijn medestudenten had ik de indruk dat deze hooggeleerde professor gewoon maar wat met onze voeten speelde. En na het eindejaarexamen was ik hiervan werkelijk overtuigd. Ik heb toen ook begrepen waarom kennis van het Latijn en vooral van het Grieks een must was om biologische studies aan te vangen: vele gebruikte termen waren immers uit het Grieks afgeleid. Tegenwoordig beschikt een beginnende botanicus over woordenboeken(6) die deze terminologie verklaren.
Het onderzoeksterrein van Germain Verplancke lag, zoals de publicatielijst opgenomen in het Liber memorialis laat zien, niet alleen op het gebied van schimmels en zwammen maar ook op dit der Cryptogamen (mossen, pteridophyten, bryophyten) en dat was duidelijk te merken in zijn cursus Systematiek, waar hij wel erg diep inging op de generatiewisselingen of levenscycli.
Deze levenscycli liggen immers aan de basis van de Systematiek of indeling van het plantenrijk. Van zijn studenten eiste dat zij een veertigtal levenscycli (alleen de tekeningen zonder enige uitleg) kenden. Iedere student kreeg als eerste vraag op het eindexamen steevast vier cycli, die hij precies zoals getekend in de syllabus moest reproduceren op papier.
Verplancke bekeek dan, stom als een vis, even de tekeningen met een deskundig oog. Was de reproductie niet precies zoals aangegeven in de syllabus dan werd het examen gewoon stopgezet en was de student onherroepelijk gebuisd. Beviel de reproductie hem, dan werd het examen voortgezet, en dan volgden enkele vragen over de eigenlijke plantenanatomie en morfologie, nooit echter over de levenscycli-zelf.
Menig serieus student heeft op deze wijze een buis opgelopen of erger nog zijn loopbaan gemist. Er werd onder de studenten verteld dat zelfs een prof. Jacques Maton, die wellicht een dergelijke wijze van ondervragen niet kon aannemen en onzinnig vond, zo een buis heeft opgelopen Toen ouderejaars mij hiervoor uitdrukkelijk waarschuwden, dacht ik eerst aan een studentengrap en weigerde ik dergelijke nonsens te geloven. Gelukkig heb ik echter nog op tijd mijn mening herzien...
Vele oud-studenten denken dan ook met enig afgrijzen aan die levenscycli en dat waren er heel wat. Algemene Plantkunde behoorde immers tot leerstofpakket van de toekomstige artsen en apothekers, van de biologen en landbouwingenieurs. Ik weet dat enkele van deze studenten uit wraak hun cursusnotas hebben verbrand .
Het Leerboek der Algemene Plantkunde van Koningsberger en Reinders:
Zoals al vermeld was het gebruikte wetenschappelijk jargon de grootste struikelsteen voor de meeste studenten. Voor de plantenanatomie en morfologie kon ik nu gelukkig beroep doen op het schitterende Leerboek der Algemene Plantkunde (Deel I In- en uitwendige morfologie en voortplanting van vaatplanten, afstammingshypothesen, karyologie) van V. J. Koningsberger en E. Reinders, waarvan juist een vierde druk (1957) verschenen was. Later (1964) zal er trouwens nog een vijfde druk van dit werk verschijnen.
Het boek heeft mij ongetwijfeld behoed voor een buis en heeft om deze reden nog steeds een ereplaats in mijn bibliotheek. Natuurlijk, het was een kanjer van een boek met meer dan 670 paginas tekst, maar wat er in behandeld werd, was heel wat duidelijker en begrijpelijker, vergeleken met de lessen of de tweedelige cursus van prof. Verplancke. De cursusnotas waren maar een zeer summiere samenvatting van het gegeven college en voor mij slechts een leidraad voor de te kennen leerstof.
Maar laat ik het eerst eens hebben over de auteurs van dit werk. Professor Victor Jacob Koningsberger (1895-1966) was hoogleraar Algemene Plantkunde en directeur van de Hortus Botanicus (1934-1965) aan de Universiteit Utrecht. Hij is de auteur van de eerste editie van dit leerboek, dat bedoeld was ter vervanging van het Leerboek der Algemene Plantkunde van zijn leermeester prof. F.A.F.C. Went. De 2de, 3de en 4de editie werden geschreven in samenwerking met Eildert Reinders. Op 25 november 1940 sprak Koningsberger zich -als eerste hoogleraar in Nederland - publiekelijk uit tegen de uitsluiting van Joodse hoogleraren en medewerkers van de Nederlandse universiteiten. Ten gevolge waarvan hij van juli 1942 tot december 1943 als gijzelaar werd gevangen gezet. Na zijn vrijlating verleende hij onderdak aan ondergedoken studenten en aan geallieerde oorlogsvliegers. Professor Koningsberger was van 1952 tot 1953 rector magnificus van de Universiteit Utrecht en overleed te Bilthoven op 28 februari 1966.
Van de tweede auteur, Eildert Reinders zijn weinig biografische gegevens te vinden. Hij is de auteur van een tweedelig Leerboek der Algemene Plantkunde bestemd voor de H.B.S. (1931) (zie blog II). Andere medewerkers waren o.m. prof. Roelof Prakken, die het hoofdstuk Karyologie verzorgde.
De bouw en de inhoud van het Leerboek der Algemene Plantkunde is als volgt:
Hoofdstuk 1 « Celleer of Cytologie » (E. Reinders)
§1 elementen van het plantenlichaam §2 delen van de plantencel: Tradescantia- haar §3 ontwikkeling van deze haren §3bis fixeren en kleuren §4 bouw van de celwand §5 tekeningen van de celwand §6 bouwstoffen : a) pectinestoffen b) cellulose, ligninen, hemicellulosen c) chitine, kurkstof d) calcium, kiezelzuur e) ijzer §7 de protoplast draagt het leven §8 bouw van de protoplast
§9 plastiden: a) chloroplasten b) chromo-en amyloplasten c) zetmeel d) elaioplasten e) ontstaan der plastiden chondriosomen f) sferosomen
§10 vacuolen : a) inuline, glycogeen b) nitraation, keukenzout, glycosiden, anthocyanen c) anthochloren en kleurloze glycosiden d) looistoffen en alkaloïden e) aleuronkorrels en globoïden §11 celkern : a) bouw b) kerndeling en kernspoel c) centrosomata d) chromonemata §12 celdeling: a) endospermvorming
Hoofdstuk 2 « Weefselleer of Histologie » (E. Reinders)
§1 inleiding: a) plasmodesmen en eenheid van het plantelichaam b) coeloblasten c) intercellulaire holten, pectinestaafjes en lijstjes d) ontstaan van de plant, meristemen e) groeizones f) secundaire weefsels
§2 soorten van weefsels:
a) plectenchym, vezels, cellen, prosenchym, parenchym b) collenchym en skerenchym c) waterweefsel, zetmeelschede, columellaweefsel d) endodermis, dekcellen of stegmata, kegelcellen, klieren e) epidermis, stomata, haren of trichomata f) nectaria of honigklieren, emergentia, hydropoten of "waterdrinkers" g) hydathoden of waterwegen, leidingweefsel, tracheale elementen, hofstippels h) houtvaten of tracheeën, cribale elementen en zeefvaten, begeleidende cellen, xyleem en floëem i) vaatbundels, wording der vaatbundels j) idioblasten, melksapbuizen, slijm-, looistof-, myrosinecellen j) kristalcellen (calciumoxalaat), cystolithen, secundaire weefsels k) secundair kurk, monogeen kurk, polygeen of etagekurk, felleem of flessekurk, felloïden, slijmkurk, lenticellen, polyderm
Hoofdstuk 3 « Inwendig Bouwplan of Anatomie van de Zaadplanten » (E. Reinders)
§1 inleiding: epidermis, cortex, en stele
§2 stengel van Dicotylen en Gymnospermen: primaire bouw :
a) epidermis en schors b) de stele c) primaire meristeemring, procambiumstrengen, procambiumring
§3 stengel van Dicotylen en Gymnospermen: secundaire bouw
a) overgang primaire en secundaire stengel bij Ricinus b) secundair xyleem: naaldhout (Pinushout), loofhout (perehout, eikehout) c) vasculair cambium, cambiale gordel, primordiaal houtelement, cambiumdilatatie d) glijdende, symplastische, tussendringende groei, conjugatiebuisjes e) secundair xyleem (aanvullingen), tracheale of vasale elementen, vaat- en vezel tracheïden, libriformelementen(libriformvezels) f) parenchymatysche elementen: houtparenchym, mergstralen, secernerende elementen, wortelhout, groeiringen, vertakking, schermlaag, kwasten, kernhout, kruidachtige planten h) secundair floëem of secundaire bast, perebast, ontwikkeling van de schil bij de wintereik en dilatatie, rhytidoma of korst) j) overzicht van de schil bij de houtige stengel, epidermis, plaats en tijd van peridermvorming, secundair floëem, zeefvaten, bastdilatatie (lindetype, beuketype, purshianatype) rhytidoma of korstvorming
§4 de stengel bij de Monocotylen a) het palmtype b) secundaire diktegroei bij monocotylen
§5 primaire bouw van de wortel:
a) calyptra b) wortelepidermis, de wortelharen c) wortelschors d) stele e) zijwortels
§6 verbinding van wortel en stengel §7 secundaire bouw van de wortel §8 anomale of ongewone structuren
§9 het blad :
a) bladschijf van de hulst (Ilex aquifolium), bladmoes, nerven b) licht- en schaduw bladen, ondergedoken waterplanten c) grasblad, dennenaald, ineenrollende bladen
§10 groeitoppen:
a) groeitop en steletheorie b) periclinale chimeren corpus en tunica
§11 steletheorie van Van Tieghem:
a) types van stele: proto- en sifonostele b) solenostele c) dictyostele, afleiding uit protostele d) di-, poly-, en acyclostele e) atactostelie, stam- en bladspoorbundels
§12 natuurlijke breuken ; scheidingslagen §13 skelet van primaire delen §14 bewegingsweefsel a) cohesiebewegingen b) hygroskopische bewegingen
Hoofdstuk 4 « Vergelijkende Vormbeschouwing van Vaatplanten » (E. Reinders)
§1 loot en spruit: knoppen
a) een iepetak, blad en okselknop, zijknoppen b) loot en spruit c) bijknoppen of accessorische knoppen d) toevallige knoppen e) rozetten
§2 bladstanden:
a) verspreide bladen b) kransstand c) bladmozaïeken en valse kransen d) metatopie
§3 iets over bladeren:
a) samengesteld blad en tak met bladen b) eentallig blad, drietallig blad c) volledige en onvolledige bladen d) steunblaadjes, stipellen e) palmbladen, phyllodia f) jeugdvormen
§4 monopodium en sympodium:
a) kastanjetak (Aesculus hippocastanum) b) knoppen, jaargrenzen, dwergtakken c) bladknoppen, gemengde knoppen d) vruchtlitteken, schijnas, sympodium e) monopodium, andere bomen
§5 homologie en metamorfose:
a) knopschubben b) metamorfosen
§6 topsplitsing, dichotomie of vorkvertakking
§7 homologie en analogie:
a) stekels (aculeus) en dorens (spina) b) analoge organen, homologe delen c) ranken (cirrhus), wortelranken (dissochaeta), bladachtige takken (cladodia en phyllocladia) d) bladachtige wortels, het cauloom
a) hondsdraf en kruipende stengels, de witte dovenetel en wortelstokken of rhizomata b) knolvormige wortelstokken, uitlopers c) winterknoppen (hibernaculum), wortelspruiten d) krokusknol (Crocus albiflorus), trekwortels, krokus in zomer en herfst, andere stengelknollen e) wortelknollen (tuber rhozogenum) en andere knolvormige delen, rapen (radix napiformis) f) bollen, de bol van de ui en van het sneeuwklokje, bolanalyse, het bloeiende lot g) verplaatsing en diepteregeling, bol in de herfst, andere bollen, specialisatie h) meerjarige bollen, de wilde tulp (Tulipa sylvestris)
§9 functie en vorm; convergentie:
a) taxonomie of systematiek nomenclatuur- b) convergentie bij xerofyten en bij submersen c) parallellisme, holoparasieten d) het nut der nutteloosheid
§10 bloeiwijze en bloemgestellen:
a) bepaalde en onbepaalde bloemgestellen, de tros b) het tweetakkige bijscherm c) fytostatische wet, de schicht of het boragoïed, schijnkrans (verticillaster) d) plaatsing in zijbloemen (termen) e) schichtprobleem, de schicht is een oud probleem f) stand der bloemen in de ruimte, verticale verschuivingen, concaulescentie g) recaulescentie, epifylle verschuiving, ontogenie der verschuivingen h) schicht van bernagie en slangekruid i) opschuivingen buiten bloemgestellen j) dorsiventrale tros, cyathium
§11 morfologische waarde van de bloem:
a) kelk en bloemdek b) meeldraden (stamen), stamper (pistillum), bloembodem (receptaculum, torus) c) apostasis, doorgegroeide bloemen (proliferatie), vergroening (chloranthie) en antholyse d) verdere toetsing van de bloem als spruit, kokervrucht, peul, doosvrucht, hauw, vals tussenschot, viervoudige dopvrucht e) het onderstandig vruchtbeginsel, de centrale placenta f) morfologische waarde van het zaadbeginsel g) pseudanthium en euanthium hypothesen
§12 kenmerken en begrenzing van wortel, stengel en blad
§13 afleiding van wortel en blad:
a) fossiele planten in de vergelijking betrokken b) afleiding van de wortel c) afleiding van het blad
§14 generatiewisseling bij varengewassen, zaadplanten en mossen (inleiding)
§15 zaadvorming der bedektzadigen:
a) het zaadbeginsel b) de helmknop c) bevruchting d) zaadvorming en gedrag van de celkern e) minder gewone kiemzakken
§16 generatiewisseling der varen-gewassen (Pteridophyten):
a) sporenvorming b) prothallium, geslachtelijke voortplanting c) generatiewisseling
§17 vergelijking met bedektzadigen:
a) heterosporie en isosporie: de vlotvaren (Salvinia natans) b) orde der paardestaarten (Equisitales), de orde der wolfsklauwen (Lycopdiinae) Selaginella
§18 generatiewisseling der naaktzadigen:
a) de den (Pinus) b) het ontstaan van de kiem c) vergelijking met Selaginella en Salvinia d) Cycadaceae en Ginkyo
§19 generatiewisseling der bedektzadigen: strobilus en bloem
§20 generatiewisseling der mossen:
a) parallellisme met zaadplanten b) kernfase niet beslissend
§21 voorlopig slot der vormbeschouwing: het begrip homologie, methoden
Hoofdstuk 5 « Afstammingshypothesen » (E. Reinders)
§1 inleiding: a) hoger en lager b) afstammingshypothese
§2 het begrip soort bij Linnaeus :
a) constante soorten? -de soorten sedert de schepping constant? b) latere twijfels
§3 hypothese van Lamarck :
a) ladder der dieren (échelle animale), veranderlijkheid en kruising der soorten, descentiehypothese, oorzaken der toenemende arbeidsverdeling volgens Lamarck b) Cuviersthéorie des embranchements et des cataclysmes
§4 afstammingshypothese van Charles Darwin:
a) leven van Darwin, endemische soorten der Galapos eilanden b) fauna en flora der vastelanden c) verder leven van Darwin, zijn afstammingshypothese
§5 feiten passend in het afstammingsschema:
a) de cel als bouwelement b) sero-diagnostische verwantschap c) onscherpe soortbegrenzing d) boomvorm van het stelsel, tussenvormen
§6 stambomen:
a) fylogenie, de soortenstamboom b) toets aan de Scrophulariaceae c) de waarde van zulke bespiegelingen d) de homologie en de afstammingshypothese e) vormleer en systematiek f) polyfyletische afstamming
a) rudimenten, abnormaliteiten b) convergentie c) adaptive radiation
§9 fossielen:
a) paleontologische gegevens b) fossiele planten c) kegel van Pinus d) tussenvormen varengewassen zaadplanten e) Lepidospermen, tijdvolgorde
§10 regels bij de afstamming:
a) regel van Dollo b) tussenvormen, periodiciteit in de evolutie, grenzen der plasticiteit
§11 evolutiehypothesen: het begrip adaptatie
§12 Darwin s hypothese der natuurlijke selectie:
a) het kweken van tamme rassen, selectiemethode, survival of the fittest b) analyse der selectiehypothese: survival of the fittest, vruchtbaarheid, evenwichten c) verschuiving van evenwicht, plagen, landverhuizers, causale en experimentele syn-oecologie e) concurrentiestructuur der adaptaties f) Darwins verklaring van enkele bijzondere gevallen, slingerplanten ontstaan uit liggende, rudimentaire organen, beschermende kleuren en vormen, waarschuwende kleuren, mimicry, seksueel dimorfisme g) Darwins andere verklaringen, zijn voorzichtigheid
§13 Darwin s variabiliteit: hoofdoorzaak van deze variabiliteit
§14 vijf bezwaren tegen de selectiehypothese:
a) nut-loze kenmerken b) nut-loze begintoestanden, harmonie der adaptaties en hun ingewikkeldheid c) de orthogenesen d) de erfelijkheidsgrondslagen der hypothese deugen niet, analyse van Darwins variabiliteit, micro- en macro-evolutie e) elementaire soorten van Jordan, variëteit f) nogmaals de Galapagos eilanden, modificaties zijn niet erfelijk g) kruising en evolutie
§15 mutatie en evolutie (Hugo de Vries, 1900):
a) plasma en plastidenmutaties, polyploïdie (genoommutaties) b) soortbastaarden c) heeft polyploïdie selectiewaarde?, d) heteroploIde genoommutanten, chromosoommutaties, factor- of gen-mutaties e) apogamen
§16 kleine mutaties, gerichte mutaties en mutaties bij homozygoten:
a) hebben kleine mutaties selectiewaarde? b) kent men 'kleine mutaties' in de paleontologie: Brinkmanns cosmoceraten c) gerichte mutaties, mutaties bij volstrekte homozygoten
§17 de soortvorming (het vijfde bezwaar):
a) sympatrische en vicariërende soorten b) mutaties en soortvorming
§18 de soort in de systematiek:
a) de soort praktisch b) vastlegging der taxa c) polytypische soort d) de zoögeografen
§19 de soort in het experiment
a) oecotypen b) Clausen, Keck en Hiesey: experimentele systematiek, de proeftuinen c) Achillea millefolium d) water-licht-tuin, invloed van de geografische breedte, verschillen adaptief e) adaptatie niet absoluut en niet star, winterrust f) foto- en thermoperiodiciteit g) adaptatie aan dieren, oecotypus, oecospecies, coenospecies, comparium h) verband met de selectiehypothese
§20 andere evolutiehypothesen:
a) persoonlijke factoren b) uit Brinkmanns samenvatting c) uit H.F. Osborn d) slot
§21 het doordringen van de descendentiehypothese in de morfologie
§22 de teloomtheorie:
a) chronologische of fylogenetische morphologie b) het teloomgestel en de teloomtheorie c) het Ginkyo voorbeeld d) de meeldraden van Ricinus d) teloom en steletheorie d) aansluiting Vasophyta-Thallophyta
§23 methoden en grenzen der morfologie
Hoofdstuk 6 « Overzicht van de Morfologie van Vaatplanten » (E. Reinders)
§1 inleiding: betekenissen van het woord 'cormus' §2 symmetrie en stand in de ruimte §3 klassen en levensvormen
§4 de wortel:
a) wortelloze vaatplanten, wortelonderdelen b) hoofd- en bijwortels, beworteling (radicatio) c) plastiek van wortels, hoofdwortels, bijwortels, groeirichting
§5 de spruit:
a) de stengel: vertakking, voorlijkheid en achterlijkheid b) vormen van stengels, ondergrondse stengels, wortelstok c) stengelvoet (caudex), knolvormige stam (truncus tuberosus) d) bovengrondse stengels, beperkte stengels, groeirichting, algemene vorm, dwarse doorsnede, fasciatie, klemdraai, fytonisme, stengeltakken (ramus) e) bijzondere takvormen, uitlopers, bladachtige takken, waterloten, lange en korte loten f) topofysis, schijnknollen of spruitknollen, schijnstam g) verdeling van de plastiek over de stengel h) laagte-, loof- en hoogtebladen, een- en meerassigheid
§6 het blad:
a) de bladstand, tweede genetische spiraal, bepaling der divergentie, bijreeksen b) jugate bladstanden, alternerende ware kransen, verklaringspogingen c) inductie, bladstand aan de takken d) plastiek van bladen, heterofyllie en anisofyllie e) steunblaadjes, ligulla bij Lycopodinen, bladschede, bladsteel f) bladschijf, bladoppervlak, schildvormige bladen g) bladschijf, algemene vorm, top, voet, nerven, rand h) het samengestelde blad
§7 de knop: a) knopligging b) knopplooiing (vernatie) en knopdekking (estivatie) §8 bol, knol, doorn en rank §9 aanhangselen van het oppervlak
§10 de bloeiwijze:
a) hoogtebladen b) racemeuze bloemgestellen b) cymeuze bloemgestellen, pleiochasium, dichasium c) tussenvormen en mengvormen
§11 de bloem :
a) bloem in het algemeen, diagram, bladstand in de bloem, aantal leden van elke krans, vergroeiingen, dédoublement b) mislukking (abortus), meristische variatie c) aantal kransen in een bloem, positie van de eerste krans, aansluiting der opeenvolgende kransen d) knopligging, symmetrie, peloria, bestuivingsadaptaties e) bloembodem, bloembekleedselen, algemene vorm, termen f) fylogenie van de bloembekleedselen, bloemdek, bijkroon, kelk, kelk g) bloemkroon, bloemkleur, kroonschubben h) meeldraden, stamper, vruchtbeginsel, stijl en stempel, zaadbeginsel
§12 de vrucht: a) schijnvruchten b) echte vruchten, droge c) vlezige vruchten §13 het zaad: a) arillus b) zaadhuid c) zaadkern, kiemwit d) kiem
§14 enkele kiemplanten:
a) de boon b) de eikel, epi- en hypogeïsche kieming c) ui, aardnoot, den, thuja d) tarwe, haver, maïs e) hyphaene, sabal
Hoofdstuk 7 « Voortplanting » (E. Reinders en R. Prakken)
§1 inleiding en sexuele voortplanting: a) parthenocarpe, cleistogamie b) heterocarpie §2 inrichtingen voor kruisbestuiving: a) heterostylie b) bijzondere inrichtingen
§3 parthenogenesis en apogamie (prof. Prakken):
a) haploïde en diploïde parthogenesis en apogamie, agamospermie bij zaadplanten b) diplosporie en aposporie c) nucellair-embryonie
§4 verspreidingsmiddelen van vruchten en zaden:
a) anemochorie b) hydrochorie en zoöchorie c) ballistische vruchten d) effect van de verspreidingsmiddelen
Hoofdstuk 8 « Karyologie » (R. Prakken)
§1 historisch overzicht en inleiding §2 generatiewisseling §3 de rustende kern: kernplasmarelatie
§4 de somatische kerndeling (mitose):
a) tijdsduur b) cyclus: profase, prometa- en metafase, ana- en telofase, interfase c) individualiteit der chromosomen d) spoel: bewegingsmechanisme, aanhechting spoeldraden
§5 het normale karyotype; vorm en structuur der chromosomen :
a) chromosomen: grootte, aantal, vorm, ligging b) satellietchromosomen, idiogram c) eu- en heterochromatine d) spiraalstructuur en schedestructuur e) chromomerenstructuur, reuzenchromosomen, chromomeren bij rogge
§6 afwijkingen van het normale karyotype:
a) structurele veranderingen, fragmentatie, deficiency of deletion, duplicatie en inversie, translocatie, positie-effect, ontstaan van inversies en translocaties b) bijkomen of wegvallen van chromosomen, tri- poly-, monosomie, nullisomie, B-chromosomen c) bijkomen of wegvallen van genomen: haploïdie, polyploïdie d) endomitose, colchicine e) eigenschappen van polyploïde rassen, auto- en allopolyploïden
§7 de reductiedelingen (meiose) :
a) eerste reductiedeling: leptogeen, zygoteen, pachyteen, diploteen b) diakinese, prometafase, metafase, anafase, telofase c) tweede reductiedeling
§8 de chromosomen als dragers van erfelijke factoren chiasmatypie :
a) chromosomen dragen de genen b) factorenkoppeling c) uitwisseling (overkruising) d) chiasmatypietheorie en twoplanetheory
§9 de reductiedeling bij afwijkende karyotypen :
a) bij polyploïden: autotetraploïden, autotriploIden b) bij structureel afwijkende typen: heterozygote deficiency en duplicatie, heterozygote inversie en translocatie c) de 8-figuur
§10 de chromosomen van verwante soorten en van soortbastaarden :
a) polyploïdie in de natuur: chromosomenaantallen binnen genus en familie Antirrhinum en Chrysanthenum-type, - Carex-type-, b) chromosomenparing bij diploïde soortbastaarden, karyologie van polyploïde bastaarden c) chromosomenparing bij experimenteel verkregen amfidiploïden d) restitutiekern, verschillen tussen experimentele en natuurlijke amfidiploïden
§11 het onderzoek naar de fijnste structuur der chromosomen:
a) erfelijkheids- en mutatieonderzoek b) treffertheorie: eiwit of nucleïnezuren?, bezwaren treffertheorie, polynemie c) microscopisch onderzoek, sub- en amicroscopisch gebied: electronenmicroscoop d) geisoleerde chromosomen chemisch onderzoek e) eiwit als bestanddeel der chromosomen f) nucleïnezuren als bestanddeel der chromosomen g) nogmaals eiwit of nucleïne zuren? h) nieuwe chemische analysen, microfotometrisch onderzoek, synthese speculaties i) samenhang van zichtbare chromosoomveranderingen met fenotypische veranderingen
- bespreking en nabeschouwingen:
Het Leerboek van Koningsberger en Reinders omvatte de leerstof "Morphologie" van kandidatuur en licentie en was -de didactische spiraal in acht genomen- in feite niet erg geschikt voor beginnelingen. Tenzij er een leidraad voorhanden was. En deze leidraad was uiteraard de cursus van prof. Verplancke. Door de overvloed aan details en illustraties, liep de beginnende student er verloren bij en de vele aantekeningen (in potlood!), die ik in het boek heb aangebracht tonen deze stelling duidelijk aan. Om deze reden alleen al is voor beginners een leerboek als "Biologie Végétale" van Guillermond en Mangenot (zie cursiefje §7.1) te verkiezen. Maar van zodra geöpteerd werd voor een splitsing morphologie- physiologie met verschillende docenten en diensten - wat aan de Gentse Alma Mater het geval was- was een dergelijke algemene en inleidende leergang uitgesloten.
(wordt voortgezet)
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(1) De bezetting van het Gravensteen: Op 16 november 1949 verschansen 138 studenten (onder wie één meisje) zich in het Gentse Gravensteen. De kantelen worden behangen met ludieke studentenslogans terwijl politie en brandweer getrakteerd worden op overrijp fruit en rookbommen. Het studentikoze geweld kan door de ordediensten slechts met de grootste moeite worden bedwongen. De studentengrap is voorpaginanieuws in de internationale pers. Tot op vandaag wordt de Slag om het Gravensteen herdacht met een cantuslied en de jaarlijkse Gravensteenstoet van het Seniorenkonvent.
(2) Bouw van het Botanisch Instituut te Gent: De hoogleraar Mac Leod ziet in 1903 een levenswerk in vervulling gaan als hij zijn eerste les geeft in het auditorium van het splinternieuwe Botanisch Instituut. Behalve over moderne leslokalen beschikt het gebouw over een microscopiezaal, een herbarium, een museum en laboratoria. Naast het gebouw liggen de oranjerie, de serres en de tuin van de nieuwe Plantentuin die, in tegenstelling tot de Baudelootuin, volledig onder het beheer en financiële verantwoordelijkheid van de universiteit valt. Stadsarchitect en hoogleraar Louis Cloquet, die enkele jaren later ook de Klinische Instituten aan de Bijloke zal verwezenlijken, tekent de plannen voor het terrein naast het stadspark. De stijl van het Botanisch Instituut doet wat middeleeuws aan, maar door het gebruik van nieuwe materialen oogt het voor de tijdgenoot toch modern. Binnen werken de verlichting en de verwarming volgens de nieuwste technieken op gas, cruciaal voor een gebouw waar men aan wetenschappelijk onderzoek wil doen.
Louis Cloquet moet voor zijn plannen rekening houden met de verzuchting van het stadsbestuur om het complex optimaal te integreren in de nieuwe groene en statige Citadelbuurt. Daarom ontwerpt Cloquet de gebouwen ietwat pittoresk met gevels van witte steen, baksteen en gekleurde keramiek. De immense oranjerie van 650 vierkante meter en de serres liggen diep in het terrein en een kleine wandeltuin onttrekt ze aan het zicht van de parkgangers. De architect besteedt ook bijzonder veel aandacht aan de omheining van de tuin en werkt de pilasters en het ijzerwerk zeer nauwkeurig af met ornamenten. De omheining is vandaag het enige wat overblijft van het originele complex.
Het inrichten van de tuin en zijn serres is een arbeidsintensief werk, dat in goede banen wordt geleid door hortulanusJuliaanBurvenich. Hij recupereert zo veel mogelijk materialen uit de Baudelooserres en plaatst bestellingen van mest en planten bij de Gentse kwekers. Er worden speciale waterleidingen aangelegd om het water voor de vijver en de sproeisystemen aan te voeren. Uiteindelijk komen er in de nieuwe Plantentuin een oranjerie en zeven serres: een palmarium, een grote en kleine warme serre, een grote en kleine koude serre, een proefkas en de Victoriaserre, het koninginnenstuk voor de bekende waterlelies. Behalve de serres zijn er ook broeibakken, een atelier, een stookplaats met ketelkelder en een woning voor de hortulanus.
Professor Mac Leod waakt erover dat de tuin een wetenschappelijke studieplek wordt, met een stilte vergelijkbaar aan die van een bibliotheek of een auditorium. Ondanks de verzoeken van het stadsbestuur, zijn wandelaars enkel welkom tijdens de Gentse Feesten en op zondagvoormiddag. Flaneurs kunnen immers terecht in het grote Citadelpark aan de overkant van de straat. De poort van de Kruidtuin staat wel altijd open voor wetenschappers, liefhebbers van planten, groepen scholieren en beeldende kunstenaars. Mac Leod laat ook het Kruidkundig Genootschap Dodonaea voor amateurs van de biologische wetenschappen, dat hij had gesticht in 1887, overkomen naar de nieuwe Plantentuin. Ondanks de gesloten poorten wil het Botanisch Instituut geen ivoren toren zijn, maar wordt het ten dienste gesteld van de Vlaamse land- en tuinbouw.
(3) voor verdere details zie blog van prof. Dr W. Van Cotthem (zeker het doorneuzen waard):
(6) bvb « La Botanique de A à Z -1662 définitions- » van AbderrazakMarouf en Joël Reynaud (Dunod -2007-). De uitgeverstelthetwerkalsvolgtvoor:
Ce dictionnaire encyclopédique regroupe 1662 définitions relatives à tous les aspects de la biologie des plantes: anatomie, biochimie, écologie, génétique, morphologie, physiologie, systématique Les défintions sont souvent accompagnées dexemples. Les catégories grammaticales, les synonymes et les antonymes dont indiqués, de même que les équivalents anglais. De nombreuses définitions sont illustrées par des dessins ou des photos. En fin douvrage, un lexique anglais-français permet de retrouver un terme relevé dans un texte rédigé en anglais. Véritable outil de travail, ce livre est destiné aux étudiants en Licence de sciences de la vie ou en pharmacie
§ 7.1 Algemene Plantkunde met Guillermond en Mangenot
(Hoofdstuk 7 "Algemene en Experimentele Biologie")
§ 7.1 Algemene Plantkunde met Guillermond en Mangenot
Naast de Algemene en Experimentele Natuurkunde respectievelijk Scheikunde vormde de Algemene en Experimentele Biologie het derde luik in het wetenschappelijk curriculum van de toekomstige apotheker. In het interbellum en ook na WOII was dit onderwijs in de Algemene en Experimentele Biologie drieledig: er was de biologie der planten (Algemene Plantkunde), de biologie der dieren (AlgemeneDierkunde) en tenslotte de humane biologie (Anatomie en Physiologie) die uiteraard in het verlengde lag van de animale biologie. Later zal men deze vakken onder een gemeenschappelijke noemer plaatsen en als Algemene Biologie betitelen.
Al deze vakken, die in wezen deel uitmaken van één gezamenlijke discipline, werden meestal door meerdere docenten met elk een eigen visie op het feitenmateriaal onderwezen. De gemeenschappelijke noemer was echter het experiment, dat weliswaar voor verschillende interpretaties vatbaar was maar dat uiteindelijk behoedde voor een te sterke dogmatische aanpak. Tegenwoordig wordt naar mijn mening het experimenteel gedeelte van de biowetenschappen sterk verwaarloosd en wordt een soort biologie gedoceerd die zich situeert tussen de Algemene en de Fundamentele Biologie. Fundamentele biologie is hoofdzakelijk gebaseerd op de DNA- structuur, zoals ontdekt door James Watson en Francis Crick (1953) en de hierbij aansluitende stellingen en dogmas. Meer over deze Fundamentele Biologie, die naar mijn mening té dogmatisch is, vindt men in blog IV.
Zoals voor de Natuurkunde en de Scheikunde heeft men ook hier dus het schema: elementaire biologie → algemene biologie → fundamentele biologie en het is om didactische redenen aangewezen een onderscheid te maken tussen al deze disciplines. Wegens een overbezet uurrooster wordt deze stelregel helaas niet gevolgd, en wordt geen onderscheid gemaakt tussen de algemene en fundamentele biologie. Het gegeven college verkrijgt aldus een te sterk dogmatisch karakter en de student heeft de indruk dat de ganse Biologie berust op een alles overheersende en verklarende basis de DNA-molecule- en dit is heel zeker niet het geval.
Een dergelijke reductionistische en tevens dogmatische aanpak herinnert aan het lager en middelbaar onderwijs: Het is zó en niet anders. Vele moderne biologen waaronder bvb een Richard Dawkins (1) bekijken het verschijnsel "levende materie" uitsluitend door een DNA-bril; anderen zoals bvb een Stephen Gay Gould (2) en een Jack Cohen (3) beseffen daarentegen zeer goed dat andere factoren een rol moeten spelen. Fundamentele Biologie is, zoals verder zal aangetoond worden (blog IV) wel wat meer dan DNA....
Zoals de Algemene Natuurkunde respectievelijk Scheikunde bezit de Algemene Biologie evenzeer een sterk beschrijvend karakter. Feitenmateriaal werd uitsluitend verkregen door observatie en experiment en parate kennis van dit feitenmateriaal werd als noodzakelijk aanzien.
Voor wat nu de Algemene Plantkunde betreft is er bvb de monografie van Alexandre Quillermond (1) en Georges Mangenot « Précis de Biologie Végétale ». Beiden zijn o.m. hoogleraar geweest aan de Faculté des Sciences te Parijs en waren bekende botanici.
Een Marie Antoine Alexandre (1876-1945) behaalde zijn doctorstitel aan de Faculté des Sciences te Lyon met een thesis over de gisten, waarna hij tot docent werd benoemd aan dezelfde Faculteit. In 1923 wordt hij benoemd tot Maître de Conférences aan de Faculté des Sciences te Parijs en in 1927 tot Gewoon Hoogleraar zonder leerstoel aan dezelfde Faculteit. Tezelfdertijd heeft hij ook les aan de Ecole Nationale Supérieure (1928-1931). In 1931 wordt hij Titularis van de leerstoel Biologie Végétale en vanaf 1932 is hij hoofd van het Laboratoire de Cytologie Végétale. Onder het Vichy-regime verliest hij zijn post in 1940 die hij in 1944 opnieuw zal innemen. Op 1 april 1945 overlijdt hij echter en wordt opgevolgd door Georges Mangenot.
Georges Mangenot (1899-1985) werd in 1941 benoemd tot Maître de Conférences aan de Faculté des Sciences te Parijs en in 1973 tot Professeur de Biologie Végétale aan de Université de Paris XII. Hij is bekend voor zij Traité de Cytologie Végétale (1938) en zijn Flore de France (1973).
De monografie van Guillermond en Mangenot, die meer dan 1000 bladzijden telt en waarvan een tweede uitgave verscheen in 1960 geeft nu een uitstekend overzicht van wat de Algemene Plantkunde zoal te bieden heeft. Ziehier nu vooreerst een gedetailleerde inhoud van dit belangrijke boek, dat ik nog steeds kan aanbevelen:
- Introduction: Caractères généraux des êtres vivants: le règne animal et le règne végétal
I- Caractères généraux des êtres vivants
§1 lorganisation des êtres vivants: a) les êtres vivants sont constitués par des cellules b) la cellule est elle-même organisée §2 constitution chimique et structure physique des êtres vivants §3 le fonctionnement des êtres vivants: a) les échanges de matière et dénergie b) le double conditionnement de la vie (conditions intrinsèques, conditions extrinsèques) §4 le pouvoir de reproduction des êtres vivants: a) le fait de la reproduction et linexistence de la génération spontanée b) la reproduction et ses modalités c) lorigine de la vie §5 matière vivante et matière minérale
II- Caractères distinctifs des végétaux:
§1 les Flagellés §2 la spécialisation des végétaux: a) défaut de système nerveux b) défaut de système sanguin c) pouvoir de synthèse exalté d) en résumé
- Première Partie: LOrganisation des Végétaux
Chapitre 1 « Les méthodes détude de la cellule »
§1 létude de la cellule vivante: a) dans les conditions ordinaires de lexamen microscopique b) au moyen dappareils spéciaux §2 létude de la cellule morte: a) la fixation b) les coupes
Chapitre 2 « Caractères généraux de la cellule »
I- Caractères extérieurs des cellules
§1 les cellules typiques: a) cellules nues b) cellules enveloppées §2 les cénocytes et les infra-microbes
II- Constitution chimique du Protoplasme
§1 les protides: a) les amino-acides b) les protéides c) les holoprotéides d) les hétéroprotéides §2 les lipides: a) les lipides ternaires b) les lipides complexes §3 les glucides
III- Ressemblances et Différences dans la constitution chimique des Protoplasmes
§1 les ressemblances générales §2 les différences de détail §3 les constantes cellulaires
IV- Caractères Physiques du Protoplasme: les Colloïdes
§1 les colloïdes hydrophiles et les colloïdes hydrophobes §2 les gelées, les gels et les sols: a) les gelées b) les gels c) les gels d) les solutions et les sols §3 caractères de filtration et la dialyse §4 caractères électriques §5 propriétés optiques §6 changements détat
V- Le Système Colloïdal Protoplasmique
§1 viscosité: observations et mesures §2 rigidité §3 propriétés de surface §4 caractères structuraux du protoplasme
Chapitre 3 « Divers constituants figurés de la cellule »
I- Le Cytoplasme
§1 les caractères optiques §2 constitution chimique §3 réaction ionique ou pH §4 le cytoplasme comme système colloïdal: a) la trame protéidique b) leau cytoplasmique c) les lipides cytoplasmiques
II- Le Noyau
§1 caractères morphologiques et physiques: a) formes b) dimensions c) structure (les nucléoles, la chromatine, le suc nucléaire et la membrane) §2 constitution chimique: a) lensemble du noyau b) les constituants figurés du noyau c) en résumé §3 rôle physiologique: a) observations b) expériences c) le rapport nucléo-plasmique
III- LAppareil Cinétique et les Chondriosomes
§1 caractères morphologiques et physiques des chondriosomes: a) dimensions b) caractères physiques c) fragilité §2 constitution chimique §3 rôle élaborateur du chondriome: les plastes §4 les plastes des végétaux vasculaires: a) le chondriome des méristèmes b) lélaboration dans la racine et les leucoplastes c) lélaboration dans la tige et les chloroplastes d) les chromoplastes §5 les plastes des Algues §6 signification physiologique des chondriosomes: a) présence des chondriosomes dans toutes les cellules b) les chondriosomes se multiplient exclusivement par division c) le pouvoir élaborateur du chondriome chez les végétaux d) les fonctions générales du chondriome
IV- Les Vacuoles
§1 caractères morphologiques et physiques: a) les colorations vitales b) les divers types de vacuoles §2 lévolution des vacuoles: a) lévolution des vacuoles dans les organes végétatifs b) lévolution des vacuoles dans les graines laleurone §3 diversité morphologique et physique des vacuoles: a) instabilité morphologique des vacuoles b) précipitations intra-vacuolaires c) existence, dans une même cellule, de deux catégories de vacuoles d) les vacuoles digestives e) lorigine des vacuoles §4 constitution chimique des vacuoles §5 signification physiologique des vacuoles: les inclusions huileuses (inclusions à huiles grasses, inclusions à huiles essentielles)
V- Les Membranes Squelettiques
§1 les glucides caractéristiques des membranes: a) celluloses b) hémicelluloses c) composés pectiques d) chitine §2 les différents types de membranes §3 les modifications secondaires des membranes: a) gélification (mucilages, gommes) b) minéralisation c) subérisation, cutinisation, lignification
VI- Résumé
Chapitre 4 « La multiplication des cellules »
I- Les Caractères morphologiques de la Multiplication Cellulaire
§1 les divers modes de multiplication cellulaire: a) cloisonnement transversal ou scissiparité b) le bourgeonnement ou gemmiparité c) la sporulation d) la formation libre ou cloisonnement simultané e) la fécondation §2 les éléments de la division de la cellule: la division du noyau, la division des chondriosomes, la formation de la nouvelle cloison §3 les modes de la division du noyau: a) lamitose et les mitoses rudimentaires b) la mitose vraie ou caryocinèse (la caryocinèse en labsence de centrosomes, la caryocinèse en présence de centrosomes, durée des phases de la caryocinèse, les chromosomes) §4 la division des chondriosomes §5 le cloisonnement de la cellule
II- Le Déterminisme des Proliférations Cellulaires
§1 les facteurs physiques: a) température b) lumière c) autres radiations §2 facteurs chimiques: a) agents physiologiques b) agents expérimentaux
Chapitre 5 « La différenciation cellulaire et les tissus »
I- Les Thallophytes Unicellulaires ou cénocytiques
§1 les thalles unicellulaires §2 les thalles cénocytiques
II- Les Thallophytes Pluricellulaires et les Bryophytes
§1 les filaments simples ou ramifiés §2 les agglomérats de filaments ou faux tissus §3 les vrais tissus
III- Végétaux Pluricellulaires
§1 les méristèmes et la croissance des végétaux vasculaires: a) les méristèmes apicaux b) les cambiums §2 les tissus conjonctifs: a) le conjonctif chlorophyllien b) le conjonctif à réserves c) le conjonctif aquifère §3 les tissus de revêtement: a) les épidermes b) le liège §4 les tissus de soutien: a) le collenchyme b) le sclérenchyme §5 les tissus conducteurs: a) les tubes criblés b) les vaisseaux ligneux: a) caractères généraux b) divers types morphologiques c) le bois §6 les tissus excréteurs: a) cellules excrétrices b) épidermes excréteurs c) poches et canaux excréteurs d) laticifères §7 le processus de différenciation cellulaire: a) différenciation et vieillissement b) le problème de la dédifférenciation c) les cultures de tissus
- Deuxième Partie: Le Fonctionnement des Végétaux
Chapitre 1 « Notions de physiologie cellulaire »
I- Données Générales sur le Fonctionnement des Cellules
§1 la mobilisation dénergie §2 les travaux effectués: a) assimilation et croissance b) organisation c) mouvements d) production de chaleur ou de lumière §3 relations entre lénergie mobilisée et les travaux effectués: a) le bilan énergétique b) le mécanisme chimique §4 cellules hétérotrophes et cellules autotrophes
II- Les Mécanismes Fonctionnels liés à lorganisation des cellules Rôle Général des Surfaces dans le Protoplasma:
§1 propriétés physiques des surfaces §2 les propriétés physiologiques des surfaces
III- LOsmose et les Propriétés osmotiques des Cellules
§1 mise en évidence de losmose: a) osmose et diffusion b) losmomètre de Dutrochet §2 mesure des phénomènes dosmose: a) losmomètre de Pfeffer b) la cellule végétale considérée comme un osmomètre les travaux de De Vries c) létude théorique de losmose §3 la pression osmotique des cellules: a) les méthodes de mesure b) les valeurs obtenues c) turgescence et succion §4 le travail osmotique des cellules: a) la notion dépictèse b) le travail osmotique
IV La Perméabilité des Cellules aux substances dissoutes
§1 les méthodes détude: a) les méthodes directes b) les méthodes indirectes §2 les faits: a) les substances qui pénètrent et celles qui ne pénètrent pas b) influence de quelques facteurs externes sur la perméabilité des cellules (lumière, composition chimique du milieu, traumatismes, en résumé) §3 les interprétations §4 la polarisation électrique de la cellule: a) définition b) mise en évidence du phénomène c) polarisation et perméabilité - lirritabilité §5 les équilibres entre ions H+ et OH-: a) la notion de pH b) les valeurs de pH dans les cellules §6 les équilibres entre ions H+ et molécules H2: a) la notion de rH b) les valeurs de rH dans les cellules
V- Caractères Généraux des diastases
§1 isolement des diastases: a) extraction b) purification §2 propriétés physiques et chimiques des diastases: a) solubilité b) état colloïdal c) constitution §3 mode daction des diastases: a) union de la diastase et de la substance transformée b) spécificité des diastases c) lois daction (vitesse des réactions, réversibilité des réactions §4 conditions daction: a) concentration en ions H+ b) poisons c) température
VI- Les Grands Groupes de Diastases
§1 les hydrolases: a) les estérases b) les osidases c) les protéases §2 les catalyseurs déshydrasiques §3 le système de la codeshydrogénase: a) caractères physiques et constitution chimique b) rôle physiologique §4 le système de la flavine: a) caractères physiques et constitution chimique b) rôle physiologique §5 les catalyseurs oxydasiques: a) les polyphénol-oxydases b) la tyrosinase §6 lacide ascorbique §7 les ferroporphyrines: a) les cytochromes b) peroxydase et catalase §8 rôle physiologique des diastases: a) son importance b) ses limites c) les «diastases de luxe»
Chapitre 2 « Conditions nécessaires au fonctionnement des végétaux »
I- Les Plantes et lEau: aspects statiques
§1 les états de leau dans le milieu: a) leau tellurique b) leau atmosphérique §2 diverses formes de leau dans lorganisme: a) leau de dissolution b) eau dimbibition §3 teneurs en eau des organismes §4 lanhydrobiose des graines et des organismes reviviscents: a) les graines (déshydratation et teneur en eau, longévité, résistance aux agents physiques et chimiques, vie ralentie) b) les spores et les organismes reviviscents
II- Les Plantes et lEau: aspects dynamiques
§1 les faits expérimentaux le courant deau dans la plante: a) première expérience b) deuxième expérience c) troisième expérience les potomètres §2 les faits expérimentaux lentrée de leau par la racine: a) la morphologie externe de la racine b) la région pilifère, zone dabsorption intense c) la poussée radiculaire §3 les faits expérimentaux la montée de leau dans la tige: a) première expérience b) deuxième expérience c) troisième expérience §4 les faits expérimentaux la transpiration ou lévaporation de leau par les feuilles: a) les voies démission de leau (lexpérience de Garreau, les expériences aux papiers sympathiques) b) les facteurs internes de la transpiration (surface dévaporation, nombre et disposition des stomates, épaisseur de la cuticule, composition du suc vacuolaire) c) les facteurs externes de la transpiration (variations de lintensité de la transpiration au cours de 24 heures, influence de lhumidité de lair, influence de la température, influence de la lumière) §5 linterprétation des faits expérimentaux pénétration et cheminement horizontal de leau dans la racine: a) lentrée dans les poils absorbants b) le cheminement dans la racine c) les vicissitudes de labsorption §6 linterprétation des faits expérimentaux lascension verticale: a) leau monte grâce à sa cohésion b) le role des vaisseaux §7 linterprétation des faits expérimentaux la sortie de leau par les stomates
III- Les Plantes et le Milieu Chimique Les Eléments Chimiques nécessaires aux plantes: méthode analytique
§1 les résultats des analyses: a) les corps simples constants b) les corps simples moins communément répandus §2 le pouvoir dabsorption et de concentration
IV- Les Plantes et le Milieu Chimique Les Eléments Chimiques nécessaires aux plantes: méthode synthétique
§1 la méthode synthétique appliquée aux champignons: a) les recherches de Pasteur b) les expériences de Raulin c) les travaux modernes (les perfectionnements techniques, les corps simples nécessaires, les aliments minéraux, les aliments organiques) d) résumé §2 la méthode synthétique appliquée aux végétaux verts: a) les techniques de culture b) les résultats obtenus (les corps simples plastiques, les corps simples oligodynamiques, les composés nécessaires, la notion dengrais) c) en résumé §3 les phénomènes de toxicité les poisons oligodynamiques §4 les phénomènes de toxicité les ions K+, Na+ et Ca+ §5 les phénomènes de toxicité les ions H+ et OH- §6 pénétration et circulation des éléments dissous le problème de la pénétration §7 pénétration et circulation chez les végétaux supérieurs: a) la pénétration dans la racine b) la montée dans les vaisseaux
V- Les Plantes et les Milieux Thermique et Lumineux
§1 influence du milieu thermique: a) les micro-thermes b) les méso-thermes c) les méga-thermes §2 influence du milieu lumineux: a) bactéries et champignons b) végétaux chlorophylliens
Chapitre 3 « Le métabolisme »
I- Le Catabolisme: La Respiration
§1 mise en évidence de la respiration: a) végétaux ou organes sans chlorophylle b) végétaux ou organes verts §2 mesure de la respiration: a) méthodes eudiométriques b) méthode manométrique §3 facteurs internes influençant lintensité de la respiration: a) lespèce b) lâge c) la composition chimique des cellules d) louverture des stomates §4 facteurs externes influençant la respiration: a) la lumière b) la température c) composition de latmosphère §5 la chaleur végétale: a) lors de la germination b) lors de la floraison §6 le quotient respiratoire: a) les valeurs obtenues b) quotients respiratoires dAspergillus c) quotients respiratoires des plantes supérieures d) lapparence de combustion
II- Le Catabolisme: La Fermentation
§1 la fermentation alcoolique des levures: a) la levure cultivée en présence dair b) la levure cultivée à labri de lair §2 la fermentation alcoolique chez les autres végétaux: a) lexpérience de Lechartier et Bellamy b) généralité de la fermentation alcoolique §3 mesure de lintensité de la fermentation: a) méthode de mesure b) résultats §4 mécanisme de la fermentation les diastases de la fermentation §5 mécanisme de la fermentation les réactions chimiques de la fermentation §6 mécanisme de la respiration les diastases de la respiration §7 le problème des rapports entre respiration et fermentation §8 ce que peuvent être les oxydations respiratoires §9 signification des phénomènes de catabolisme: a) ce quelle nest pas b) ce quelle peut être
III- LAnabolisme LAssimilation chlorophyllienne ou Photosynthèse
§1 mise en évidence et mesure des échanges gazeux chlorophylliens: a) chez les végétaux aériens b) chez les végétaux aquatiques §2 lintensité des échanges chlorophylliens et ses variations a) les facteurs internes b) les facteurs externes §3 le quotient chlorophyllien §4 les pigments des chloroplastes la chlorophylle: a) conditions de sa formation (besoin de lumière, besoin de certains aliments: la chlorose) b) extraction et purification (extraction, purification, les chlorophylles a et b, les proportions des chlorophylles) c) les solutions de chlorophylle d) la constitution chimique de la chlorophylle §5 les pigments des chloroplastes les caroténoïdes: a) caractères généraux b) le carotène c) la xanthophylle §6 les pigment surnuméraires des Algues: a) chez les Phéophycées b) chez les Rhodophycées c) chez les Cyanophycées §7 la structure des chloroplastes: a) faits b) interprétation §8 les radiations actives dans la photosynthèse: a) lexpérience de Timiriazeff b) lexpérience dEngelmann c) autres expériences §9 rapports entre lénergie lumineuse absorbée et lintensité de la photosynthèse: a) en labsence de pigments surnuméraires b) le cas des algues rouges
IV- LAnabolisme La Synthèse Chlorophyllienne
§1 mise en évidence de la synthèse: a) accroissement diurne du poids sec des organes verts b) la synthèse des glucides (les feuilles amylifères, les feuilles saccharifères) §2 mécanisme de la synthèse: a) les faits à considérer b) linterprétation (utilisation de lénergie lumineuse, le rôle de laldéhyde formique, la réaction lumineuse, la réaction obscure) §3 le cycle du carbone: a) le gaz carbonique de lair et des eaux b) les pertes en CO2 (les consommateurs de CO2- les autotrophes, la fixation du CO2 sous forme de calcaire) c) les gains en CO2 (les régénérateurs de CO2 les hétérotrophes, les combustions vives, les dégagements telluriques) d) léquilibre entre les pertes et les gains e) linterdépendance des autotrophes et des hétérotrophes (rôle des autotrophes, rôle des hétérotrophes)
V- La Nutrition Azotée
§1 les diverses sources dazote: a) lhumification b) ammonisation (mise en évidence de lammonisation, les réactions et les microbes de lammonisation, les conditions de lammonisation) c) la nitrification (mise en évidence de la nitrification, les réactions et les microbes de la nitrification, conditions de la nitrification) §2 lutilisation de lazote libre par des bactéries libres: a) la fixation de lazote atmosphérique par les sols b) la fixation de lazote atmosphérique est effectuée par des bactéries c) les bactéries fixatrices §3 lutilisation de lazote libre par des bactéries symbiotiques: a) les Légumineuses, plantes améliorantes b) les expériences de Hellriegel et Wilfarth c) les nodosités (caractères morphologiques, structure interne, origine et mode de formation) d) les bactéries des nodosités §4 lutilisation de lazote nitrique et de lazote ammoniacal: a) importance alimentaire de lazote nitrique et de lazote ammoniacal b) la protéosynthèse à partir de lazote nitrique et de lazote ammoniacal (la formation des protéides dans les feuilles, les intermédiaires possibles entre lazote nitrique et lazote protéidique, les mécanismes possibles de la protéosynthèse) §5 lutilisation de lazote protéidique: a) les divers types insectivores (les insectivores à urnes: les Nepenthes, les insectivores à tentacules: les Drosera, les insectivores à limbe repliable: la Dionée b) signification physiologique de ces phénomènes §6 le cycle de lazote: a) la dégradation des matières protéiques b) la reconstitution des matières protéiques c) la solidarité entre les dicers types physiologiques dorganismes §7 le cycle du soufre: a) la minéralisation du soufre protidique b) lutilisation du soufre minéral c) la solidarité entre les divers types physiologiques dorganismes
VI- Les Phénomènes de Migration et de Mise en Réserve
§1 les matières de réserve: a) les réserves glucidiques (les diholosides, lamidon, le glycogène, celluloses et hémicelluloses, inuline et autres fructosides) b) les réserves lipidiques c) les réserves protidiques §2 les organes de réserve: a) les racines b) les tiges (les rhizomes, les tiges tubérisées) c) les bourgeons (bulbes solides, bulbes écailleux, bulbes tuniqués) §3 la mise en réserve et la migration: a) les processus chimiques de mise en réserve et de migration (la migration chez une plante à saccharose: la betterave sucrière, la migration chez une plante à inuline: la chicorée, la migration chez une plante à réserves amylacées: la pomme de terre, autres exemples de migrations, les particularités biochimiques de la mise en réserve et de la migration) b) les voies anatomiques des migrations(les décortications annulaires, lobservation directe de la migration, les parasites suceurs de sève)
VII- Les Alcaloïdes
§1 caractères généraux: a) définition b) propriétés physiques c) réactions chimiques d) les différentes familles dalcaloïdes §2 répartition dans le règne végétal: a) les alcaloïdes des Monocotylédones (Palmiers, Liliacées) b) les alcaloïdes des Dicotylédones (Renonculacées, Papavéracées, Erythroxylacées, Rutacées, Légumineuses, Cactées, Ombellifères, Loganiacées, Solanacées, Rubiacées, les plantes à alcaloïdes puriques) §3 signification physiologique: a) les faits (les rapports chimiques entre les alcaloïdes et les protides, les alcaloïdes produits de dégradation ou termes intermédiaires de synthèse?, le devenir des alcaloïdes dans la plante) b) les interprétations
VIII- Les Hétérosides
§1 les principaux hétérosides: a) hétérosides phénoliques (arbutoside et salicoside, tanoïdes) b) autres hétérosides sans azote (hétérosides anthraquinoniques, hétérosides digitaliques) c) hétérosides cyanogénétiques d) hétérosides sulfurés §2 signification physiologique des hétérosides: a) les hétérosides comme produits déxcrétion b) les hétérosides comme matières de réserve c) tanoïdes et antioxygènes
Chapitre 4 « Le parasitisme et la symbiose »
I- Le Parasitisme Sortes de Parasites
§1 parasites facultatifs et parasites stricts §2 la spécialisation parasitaire §3 les phanérogames parasites: a) les parasites chlorophylliens (les scrofulariacées hémiparasites, le gui) b) les parasites sans chlorophylle ou holoparasites (les Cuscutes, les Orobanches, les Rafflésiacées)
II- Le Parasitisme LAction des Parasites sur leurs Hôtes:
§1 phénomènes morphologiques: a) les anomalies dorganes (tuméfaction, monstruosités florales) b) les anomalies cellulaires (hypertrophie, anomalies nucléaires, nécroses) §2 processus physiologiques: a) la privation daliments b) la production danticorps §3 les zoocécidies ou galles produites par des animaux: a) animaux cécidogènes ou cécidozoaires b) caractères morphologiques (morphologie externe, structure histologique) c) signification physiologique (composition chimique des galles, galles et fruits, galles et sécrétions du parasite) §4 les mycocécidies ou galles produites par des champignons: a) les champignons cécidogènes b) caractères morphologiques c) signification physiologique §5 les bactériocécidies ou galles produites par des bactéries: a) les tumeurs à croissance limitée b) les tumeurs «cancéreuses» (description, structure, la bactérie pathogène)
III- La Symbiose La Symbiose des Orchidées
§1 quelques caractères biologiques des Orchidées: a) grand nombre et faible dimensions des graines b) structure des graines c) leur difficile germination d) les champignons endophytes des Orchidées §2 symbiose et germination §3 symbiose et vie végétative de ladulte: a) le développement des Ophrydées b) les Orchidées sans chlorophylle §3 les activités contraires du champignon et de lorchidée: a) activité du champignon b) activité de lorchidée (les cellules phagocytaires, les propriétés humorales)
IV- La Symbiose Les Mycorhizes
§1 les mycorhizes ectotrophes: a) répartition b) localisation et caractères morphologiques §2 les mycorhizes endotrophes: a) mycorhizes et plantes vivaces b) mycorhizes et nutrition (nutrition azotée, nutrition carbonée)
V- La Symbiose Les Lichens (associations symbiotiques dune Algue et dun Champignon)
§1 caractères morphologiques: a) morphologie externe b) structure interne §2 la symbiose lichénique: a) les faits dobservation (les gonidies, les hyphes, les rapports entre hyphes et gonidies, la reproduction des lichens b) les faits expérimentaux (la culture pure des gonidies, la culture pure des hyphes, la synthèse des lichens) c) les rapports de lalgue avec le champignon (lécologie des lichens, lalgue exploitée par le champignon, le champignon exploité par lalgue, en résumé)
VI- La Symbiose Les Symbioses entre Algues et Animaux
§1 les zoochlorelles ou chlorelles §2 exemple dune symbiose périodique:Dalyellia viridis §3 exemple dune symbiose permanente: Chlorohydra viridissima §4 les rapports entre les animaux et leurs algues: a) la symbiose est facultative b) symbiose et parasitisme c) les conséquences de léquilibre §5 importance et généralité des faits de symbiose: a) multiplicité et diversité des associations symbiotiques b) leur importance c) les théories de la symbiose généralisée
Chapitre 5 « La croissance et les mouvements des végétaux »
I- La Croissance Les Phénomènes de la Croissance
§1 leur mesure: a) lobservation directe b) lenregistrement c) les résultats §2 la marche de la croissance: a) le fait b) les interprétations §3 la périodicité de la croissance: a) périodicité journalière b) périodicité saisonnière (la croissance active, la période de sommeil, le forçage
II- La Croissance Les Facteurs de la Croissance
§1 lafflux de sève: a) la distribution normale de la sève b) la taille et lélagage §2 mise en évidence de lhormone de croissance: a) la notion de substance de croissance: les expériences préliminaires (le coléoptile des Graminées, la notion de substance ou hormone de croissance) b) lextraction de la substance de croissanceet les expériences de F. Went (la capture dans une gelée, les données quantitatives) c) la circulation de la substance de croissance (la vitesse de déplacement, la circulation à sens unique) §3 les substances de croissance: a) des substances de croissance sans spécificité sont très répandues chez les plantes (la méthode suivie, les résultats obtenus) b) auxine a auxine b hétéro-auxine c) leur efficacité physiologique §4 mode daction des substances de croissance §5 notions d hormones et de vitamines a) les hormones (chez les animaux, chez les végétaux) b) les vitamines (chez les animaux, chez les végétaux) §6 hormones et vitamines chez les végétaux
III- La Croissance Les Mouvements liés à la Croissance ou Tropismes
A- Le Géotropisme
§1 mise en évidence: a) le géotropisme positif de la racine b) le géotropisme négatif de la tige c) ortho-géotropisme et dia-géotropisme d) géotropisme et pesanteur (les expériences de Knight, le clinostat) e) présentation, latence et réaction (les trois temps du géotropisme, les trois zones du géotropisme, le cas des graminées) §2 le mécanisme du géotropisme: a) le géotropisme trouble de lallongement cellulaire b) géotropisme et répartition dissymétrique de lauxine (les expériences de Dolk, pesanteur et circulation de lauxine, inversion des effets de lauxine dans la tige et dans la racine
B- Le Phototropisme
§1 mise en évidence: a) le phototropisme positif des tiges (ses manifestations générales, une exception: lhypocotyle du gui) b) le phototropisme des feuilles (la présentation de face, la présentation de proil) c) le phototropisme des organes incolores d) lintensité et la qualité de la lumière e) présentation, latence, réaction (les trois temps du phototropisme, les trois zones du phototropisme §2 le mécanisme du phototropisme: a) le phototropisme trouble de lallongement cellulaire b) phototropisme et circulation dissymétrique de lauxine (les expériences de Boysen-Jensen, les expériences de Went)
C- Le Chimiotropisme et LHydrotropisme
§1 le chimiotropisme: a) les racines b) les tubes polliniques c) les champignons §2 lhydrotropisme
IV- Plantes à Vrilles et Plantes Volubiles
§1 caractères généraux des plantes à vrilles §2 les vrilles à pelotes adhésives §3 les vrilles volubiles: a) la circumnutation b) le thigmotropisme §4 caractères généraux des plantes volubiles §5 mode de croissance: a) les régions de la tige et leurs propriétés b) le mécanisme de lenroulement c) tiges dextrorses et tiges sinistrorses d) en résumé
V- Mouvements Nyctinastiques et Mouvements Provoqués
§1 les mouvements nyctinastiques: a) ouverture et fermeture des fleurs b) mouvements foliaires (description, mécanisme) §2 les mouvements provoqués: a) les mouvements des Sensitives (les mouvements de veille et de sommeil, la seismonastie) §3 le mécanisme des mouvements des Sensitives: a) lexcitation b) la réaction c) la chronaxie des Sensitives
VI- Les Tactismes
§1 le phototactisme des chloroplastes §2 le phototactisme des êtres inférieurs §3 la chimiotactisme des spermatozoïdes: a) lactivité de lion malique b) lactivité dautres substances c) la sensibilité différentielle §4 le chimiotactisme des bactéries
- Troisième Partie: La Reproduction et lEvolution
Chapitre 1 « La multiplication asexuelle »
I- La Multiplication asexuelle chez les végétaux non-vasculaires
§1 la fragmentation du thalle §2 la formation de propagules §3 la formation des spores: a) les hypospores b) les zoospores
II- La Multiplication asexuelle chez les végétaux vasculaires
§1 le marcottage et le bouturage: a) la formation de racines (la polarité des tiges, les substances rhizogènes) b) la pratique du marcottage et du bouturage §2 le greffage: a) les règles du greffage (conditions intrinsèques, les procédés) b) les rapports entre lépiblote et lhypoblote (holodibiose, le bourrelet, les répercussions de la vie commune sur la biologie des associés, hybrides de greffe et chimères) §3 les organes spécialisés: a) les stolonifères ou drageonnantes (les stolons, les drageons) b) les plantes à bulbilles
Chapitre 2 « La reproduction sexuelle »
I- Données Générales Les Gamètes et la Fécondation
A- Caractères morphologiques des gamètes et phénomènes de la fécondation
§1 isogamie: a) les deux gamètes ont un comportement similaire (mode de formation, structure, fécondation, autres cas semblables) b) les deux gamètes ont un comportement différent (mode de formation, structure, fécondation) §2 anisogamie: a) lanisogamie chez les algues (les gamètes mâles et femelles sont semblables, les gamètes mâles sont mobiles, les gamètes femelles immobiles: loogamie) b) lanisogamie chez les Archégoniées (larchégone, les spermatozoïdes, la conjugaison) §3 gamétangie: a) chez les Conjuguées b) chez les Champignons §4 phénomènes intimes de la fécondation: a) le mélange des protoplasmes et la cryogamie (la caryogamie est immédiate, la caryogamie est retardée b) la monospermie
B- Propriétés physiologiques des gamètes et facteurs internes de la fécondation
§1 la spécificité des gamètes les gamètes moins et les gamètes plus §2 la réduction chromatique: a) la division hétérotypique (la prophase, la métaphase, lanaphase et latélophase) b) la division homéotypique c) résumé §3 lalternance des générations: a) le gamétophyte b) le sporophyte c) haplophase et diplophase §4 les divers types dalternance: a) les haplontes ou organismes haplobiontiques b) les organismes haplo-diplobiontiques c) les diplontes ou organismes diplobiontiques §5 les sexualisations du sporiphyte et du gamétophyte: a) homothallisme et hétérothallisme b) homophytisme et hétérophytisme c) les combinaisons possibles §6 les dégradations de la sexualité: a) définitions (lapogamie, laposporie) b) quelques exemples dapogamie et daposporie (chez les algues, chez les végétaux supérieurs) c) les causes de lapogamie et de laposporie (la parthogenèse accidentelle ou artificielle, linhibition des méioses)
II- Notions sommaires sur la Reproduction des Algues
A- Reproduction chez les Chlorophycées
§1 définition et quelques espèces uni- et pluricellulaires §2 diversité de la reproduction: isogamie, gamétangie, hétérogamie
B- Reproduction chez les Phéophycées
§1 reproduction chez les Dictyotales: a) les thalles à tétrasporanges b) les thalles mâles c) les thalles femelles §2 reproduction chez les Lamininariales: a) les thalles sporangifères b) les prothalles c) lalternance des générations §3 reproduction chez les Fucales: a) les thalles mâles b) les thalles femelles c) alternance des générations
C- Reproduction chez les Rhodophycées
§1 les gamètes et la fécondation: a) les gamètes femelles b) le gamète mâle c) la fécondation et ses suites (la fécondation, les carpospores) §2 lalternance des générations: a) les Rhodophycées haplobiontiques b) les Rhodophycées haplo-diplobiontiques
III- Notions sommaires sur la Reproduction des Bryophytes
§1 exemple dune Hépatique- Marchantia polymorpha -: a) les thalles mâles b) les thalles femelles c) la fécondation et la formation des tétrasporanges d) lalternance des générations §2 exemple dune Mousse- Funaria hygrometrica -: a) les thalles sexués (la plante feuillée, le protonéma) b) le sporogone (le développement du sporogone, les différentes parties du sporogone) c) lalternance des générations
IV- Notions sommaires sur la Reproduction des Cryptogames vasculaires
§1 exemple dune Filicinée- Dryopteris filix mas -: a) la plante feuillée (les organes végétatifs, les tétrasporanges) b) le prothalle (caractères morphologiques, les archégones, la fécondation et la formation de lembryon) c) lalternance des générations §2 exemple dune Equisétinée- Equisetum arvense -: a) la plante feuillée (les organes végétatifs, les tétrasporanges) b) les prothalles c) lalternance des générations §3 les Lycopodinées le genre Selaginella-: a) la plante feuillée (les organes végétatifs, les tétrasporanges) b) les prothalles (les prothalles mâles, les prothalles femelles, la fécondation et lembryon) c) lalternance des générations
V- Notions sommaires sur la Reproduction des Phanérogames Les Gymnospermes
A- Les Cycadales
§1 les plantes feuillées: a) les organes végétatifs b) les tétrasporanges (les microsporanges, les mégasporanges, la notion de fleur) §2 les prothalles: a) les prothalles mâles b) les prothalles femelles c) la fécondation (la pollinisation, la germination des grains de pollen, lunion des gamètes) §3 la graine §4 lalternance des générations
B- Les Conifères
§1 les plantes feuillées: a) les organes végétatifs b) les tétrasporanges (les fleurs mâles ou fleurs à microsporanges, les fleurs femelles ou fleurs à mégasporanges) §2 les prothalles: a) les prothalles mâles b) les prothalles femelles c) la fécondation (la pollinisation, la germination des grains de pollen) §3 la graine: a) le développement du zygote en plantule b) le développement du tissu nourricier ou lendosperme c) le tégument et ses annexes et la dissémination des graines (les graines des Pinacées, les graines du Genévrier) §4 lalternance des générations
VI- Notions sommaires sur la Reproduction des Phanérogames Les Angiospermes
A- Les Fleurs:
§1 les fleurs unisexuées dun Saule: a) les fleurs femelles b) les fleurs mâles §2 la fleur hermaphrodite actinomorphe dune Caryophyllacée §3 la fleur hermaphrodite zygomorphe dune Papilionacée §4 les étamines: a) morphologie externe (les diverses parties de létamine, leurs homologies avec les diverses parties dune feuille, les transitions entre étamines et pétales) b) structure interne (les cellules mères et les cellules nourricières, les divisions réductrices et la formation des microspores, lassise mécanique et la libération des microspores, sacs polliniques et sporanges) c) les grains de pollen ( formes et dimensions, leur enveloppe, le contenu vivant: le prothalle mâle) §5 les ovules: a) caractères morphologiques (le développement et les différentes parties de lovule, leurs homologies) b) la formation des mégaspores c) le développement du prothalle femelle
B- La Fécondation
§1 la pollinisation: a) la répartition des sexes chez les Angiospermes (lhermaphroditisme, la monoecie, la dioecie) b) la dissémination du pollen (la surface réceptrice du stigmate, les fleurs anémophiles, les fleurs zoophiles, les mouvements des étamines) c) lautofécondation d) la fécondation croisée (pollen et pistil sont séparés dans le temps, pollen et pistil sont séparés dans lespace, lhétérostylie, lautostérilité) §2 la germination des grains de pollen et la croissance des tubes polliniques: a) la germination du grain de pollen b) la croissance du tube pollinique (les conditions physiologiques de la croissance, litinéraire des tubes) c) les phénomènes cytologiques §3 lunion des gamètes
C- La Graine et le Fruit
§1 développement et structure de la graine: a) le développement de lembryon b) le développement de lalbumen (les phénomènes cytologiques, les processus physiologiques) d) la concurrence de lalbumen et de lembryon e) la maturation de la graine e) les graines mûres (le tégument, lembryon, les réserves des graines) §2 les fruits: a) les fruits charnus (les baies, les drupes ou fruits à noyau) b) les fruits secs (les fruits secs indéhiscents, les fruits secs déhiscents) c) les faux-fruits §3 la germination: a) les conditions de germination (les conditions internes, les conditions externes) b) les phénomènes morphologiques de la germination c) les phénomènes physiologiques de la germination (lhydratation de la graine, la digestion et lutilisation des réserves, la respiration intense
Chapitre 3 « Lhérédité »
I- Les Caractères Fluctuants
§1 la biométrie de Quételet et les polygones de fréquence: a) leur construction b) leur interprétation §2 les résultats de la biométrie: a) la fluctuation b) les types de fluctuation c) les lignées pures et la sélection (lisolement dune lignée pure, les caractères des lignées pures) d) influence du milieu et facteurs internes phénotype et génotype (influence du milieu, les facteurs internes, génotype et phénotype)
II- Phénomènes Mendéliens
A- La Disjonction mendélienne
§1 le monohybridisme: a) les faits (les hybrides sont intermédiaires entre les parents b) les hybrides reproduisent exclusivement le type de lun des parents caractères dominants et caractères récessifs c) les conséquences §2 le dihybridisme et le polyhybridisme: a) un exemple de dihybridisme b) la loi générale du dihybridisme et du polyhybridisme c) la descendance complexe des polyhydrides §3 les liaisons entre caractères: a) un exemple de liaison b) les autres cas de liaison c) les ruptures de liaison
B- Bases cytologiques de la disjonction mendélienne
§1 disjonction mendélienne et réduction chromosomique: a) les deux phénomènes coïncident b) leurs mécanismes se superposent (la disjonction indépendante, la disjonction en bloc) §2 théorie chromosomique de lhérédité: a) énoncé général b) la notion de gènes c) les propriétés des gènes
C- Importance et généralité des phénomènes mendéliens
§1 gènes a action complexe: a) la polyallélie b) la pléiotropie c) autres complications §2 lhérédité des sexes: a) déterminisme phénotypique et déterminisme génotypique du sexe (le déterminisme phénotypique, le déterminisme génotypique) b) les théories du déterminisme génotypique c) les hétérochromosomes
III- LEspèce
§1 la notion despèce: a) le critérium de similitude morphologique b) le critérium de fécondité c) lexplication génétique §2 subdivision de lespèce: a) les sous-espèces et les variétés b) le jordanon c) la clone
Chapitre 4 « Lévolution »
I- Le Fait de lEvolution
§1 les preuves paléontologiques: a) les périodes géologiques et leur durée b) lapparition de la vie végétale c) lapparition des plantes vasculaires d) la fin de lère primaire e) lère secondaire f) lère tertiaire §2 les phénomènes actuels: a) quelques exemples de mutations naturelles (les mutations de Muflier, les mutations de Datura b) les mutations provoquées §3 les hybridations: a) une espèce nouvelle, née dune hybridation le chou-radis- b) limportance des processus dhybridation
II- Les Théories de lEvolution
§1 les interprétations lamarckiennes: a) les hypothèses lamarckiennes (ladaptation au milieu, lhérédité des caractères acquis) b) la valeur des hypothèses lamarckiennes (linfluence du milieu, lhérédité des caractères acquis) §2 les interprétations darwiniennes: a) les hypothèses darwiniennes b) la valeur des hypothèses darwiniennes §3 les tendances actuelles: a) les changements dans la répartition des gènes (les mutations, les hybridations) b) linfluence du milieu c) variabilité et finalité (les fleurs zoophiles, la préadaptation) c) le caractère progressif de lévolution
- Quatrième Partie: Les Bactéries et les Champignons
Chapitre 1 « Les méthodes de culture »
§1 les milieux de culture: a) les milieux synthétiques b) les milieux naturels (les milieux liquides, les milieux solides) c) les cultures mixtes §2 les récipients utilisés §3 la stérilisation: a) le chauffage b) la filtration §4 lensemencement §5 lisolement des espèces §6 les méthodes dobservation
Chapitre 2 « Les bactéries »
I- Morphologie et Reproduction
§1 deux bactéries typiques: a) le bacille du charbon (origine, caractères morphologiques, sporulation) b) la bacille du foin §2 caractères morphologiques des bactéries: a) les formes b) les dimensions (bactéries typiques, bactéries géantes, infra-microbes et formes filtrantes , les ultravirus ou virus-protéides) c) les organes locomoteurs d) la structure (lélément chromatique la théorie du noyau diffus, les corpuscules métachromatiques, autres inclusions, la membrane) §3 la reproduction des bactéries: a) la scissiparité b) la sporulation
II- Comportement physiologique
A- Les Bactéries autotrophes:
§1 les thiobacteriales: a) rhodothiobactéries et chlorothiobactéries (leur comportement physiologique, photosynthèse et chimiosynthèse) b) leucothiobactéries §2 les hydrogénobactériales §3 les ferrobactériales §4 les nitrobactériales (les milieux de Winogradsky, les bactéries nitreuses et nitriques, le mécanisme chimique de la nitrification)
B- Bactéries aérobies et Bactéries anaérobies:
§1 les aérobies stricts §2 les anaérobies facultatifs §3 les anaérobies stricts
C- Les Fermentations Anaérobies
§1 les fermentations lactiques: a) la préparation de lacide lactique b) le processus microbien (le processus de la fermentation, les réactions fermentaires) b) les bactéries lactiques c) rôle dans lalimentation d) rôle en médecine §2 les fermentations butyriques: a) les réactions fermentaires b) les bactéries butyriques c) rôle des bactéries butyriques §3 la fermentation méthanique §4 les fermentations sulfhydriques §5 les fermentations dénitrifiantes
D- Fermentations Aérobies La Fermentation Acétique
§1 les processus de la fermentation: a) la fabrication du vinaigre b) le processus microbien (le pouvoir fermentaire du microbe, les réactions chimiques de la fermentation, les applications) §2 les bactéries acétifiantes
E- Les Bactéries Pathogènes
§1 le charbon: a) la maladie b) la bactéridie, signe constant de la maladie c) la bactéridie, cause de la maladie d) les variations dans la virulence du parasite e) les variations de la résistance de lhôte (limmunité naturelle, limmunité acquise: la vaccination) §2 la diphtérie: a) la maladie b) la bacille de Klebs-Löffler, signe constant de la maladie c) la bacille de Klebs-Löffler, cause de la maladie d) la toxine diphtérique et la virulence du microbe e) la résistance de lhôte (limmunité antitoxique, la vaccination et la sérothérapie antidiphtériques)
F- Maladies Microbiennes et Toxines:
§1 caractères généraux des toxines: a) propriétés physico-chimiques b) leur action à très faibles doses c) les toxines antigènes spécifiques §2 les différents types de toxines: a) les exotoxines b) les endotoxines c) la tuberculine et la malléine §3 les bactéries chromogènes §4 les bactéries photogènes
III- Identification, Classification et Affinités des Bactéries
A- LIdentification des Bactéries
§1 le polymorphisme des bactéries: a) définition b) quelques exemples de polymorphisme c) les limites du polymorphisme §2 laspect des colonies §3 les caractères de coloration a) la méthode de Gram (la méthode, ses résultats) b) lacido-résistance (la méthode, ses résultats) §4 le comportement physiologique
B- La Classification (provisoire) des Bactéries
§1 les myxobactériales §2 les thiobactériales, ferrobactériales, nitrobactériales §3 les actinomycétales: a) définition b) mode de vie et principales espèces (les actinomycétales acido-résistantes, les actionomycétales non acido-résistantes) §4 les eubactériales: a) définition b) famille des coccacées c) famille des bactériacées d) famille des bacillacées e) famille des spirillacées §5 les spirochétales
C- Les Affinités Systématiques des Bactéries:
§1 affinités avec les protozoaires §2 affinités avec les champignons §3 affinités avec les cyanophycées
Chapitre 3 « Les champignons »
I- Caractères Généraux
§1 appareil végétatif et reproduction sexuelle §2 classification générale: a) caractères généraux des siphomycetes b) caractères généraux des eumycetes §3 caractères cytologiques
II- Les Siphomycetes ou Phycomycetes (champignons inférieurs)
§1 les oomycetes: a) les monoblépharidales b) les saprolégniales c) les péronosporales (la multiplication asexuelle, la reproduction sexuelle) §2 les zygomycetes étude dun type de mucorales mucor mucedo- §3 quelques caractères particuliers dautres espèces §4 les mucorales homothalliques §5 les mucorales hétérothalliques §6 linterprétation du homo- et hétérothallisme
III- Les Eumycètes ou Septomycètes (champignons supérieurs)
A- Les Ascomycètes Les Protoascomycètes (ascomycètes inférieurs)
§1 caractères généraux des ascomycètes: lasque §2 la famille des Endomycétacées: a) appareil végétatif et sa multiplication b) reproduction sexuelle et formation des asques §3 famille des Exoascées: a) caractères généraux b) cycle de développement §4 famille des Saccharomycétacées ou levures: a) historique b) caractères généraux c) asques et reproduction sexuelle d) catabolisme des levures e) importance des levures dans la fermentation f) le problème de lorigine des levures et de leur phylogénie
B- Les Ascomycètes Les Euascomycètes (ascomycètes supérieurs)
§1 caractères généraux §2 sexualité, formation du périthèce et cycle de développement: a) étude dun type Pyronema confluens b) développement des autres Euascomycètes §3 classification des Euascomycètes: a) les Plectascales (définition, principaux genres, les dermatophytes ou champignons des teignes) b) les Périsporiales ou Erysiphales c) les Pyrénomycétales (définition, principaux genres) d) les Discales e) les Tubérales
C- Les Basidiomycètes Les Protobasidiomycètes
§1 caractères généraux des basidiomycètes §2 étude dun type Puccinia graminis-: a) Puccinia graminis sur lépine-vinette b) Puccinia graminis sur le blé c) lalternance des générations chez Puccinia graminis d) lhétérothallisme de Puccinia graminis §3 autres types de Protobasidiomycètes
D- Les Basidiomycètes Les Autobasidiomycètes ou Holobasidiomycètes
§1 caractères généraux et étude dun type Psalliota campestris -: a) morphologie interne b) structure du carpophore §2 reproduction sexuelle et cycle de développement des Autobasidiomycètes: a) Coprinus fimetarius b) autres types de développement c) comparaison du développement des Autobasidiomycètes avec celui des Euascomycètes §3 classification des Autobasidiomycètes: a) les Gymnocarpes b) les Hémiangiocarpes c) les Angiocarpes
E- Notions sur les Champignons Vénéneux
§1 champignons produisant des troubles gastro-intestinaux §2 chamignons produisant des troubles du parasympathique §3 chamignons produisant des troubles curables du système nerveux central §4 les champignons mortels
Appendice: Abrégé dune classification du règne végétal
§ 6.16 Monografieën -Que sais-je- en globaal overzicht
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde")
§6.16 Monografieën -Que sais-je?- en globaal overzicht
In de collectie Que sais-je? kan men een aantal monografieën vinden in relatie tot de Algemene Scheikunde, die gebaseerd zijn op het planetair atoommodel van Bohr-Sommerfeld. Behalve de primaire referenties, te weten « Histoire de la Chimie » (nr 35), « Chimie Physique » (nr 1161), « Chimie Minérale » (nr 1654) en « Chimie Organique » (nr 485) bestaan er tal van monografieën, die een of ander hoofdstuk uit voornoemde referenties verder uitdiepen en die zeker het lezen waard zijn. Ze worden insgelijks in dit cursiefje behandeld.
Er bestaan bij dezelfde collectie echter ook een aantal referenties in betrekking tot de Fundamentele Scheikunde, die, zoals al gezegd, steunen op het quantummechanisch atoommodel. Als voorbeelden kunnen hier aangestipt worden « La Structure des Atomes » (nr 1741), « Les Particules élémentaires » (nr 1293), « LElectronique Nucléaire » en « La Physique Nucléaire » (nr 2139). Ze worden uiteraard onder het hoofdstuk Fundamentele Scheikunde (zie blog 4) behandeld.
Daarentegen wordt « La Chimie Nucléaire »(nr 2304) traditioneel gerekend tot de Algemene Scheikunde en wordt dan ook in dit cursiefje besproken.
I- Primaire referenties in relatie tot de Algemene Scheikunde
* « Histoire de la Chimie » Jean Cueilleron QSJ n° 35 (1ère édition 1957 3ème édition 1969)
De auteur Jean Cueilleron was hoogleraar aan de "Faculté des Sciences" van Lyon. Ziehier een overzicht van de inhoud:
Chapitre 1 « LAlchimie »
§1 la doctrine alchimique §2 les origines de lalchimie: a) les origines mythiques b) les origines historiques §3 les documents alchimiques et leur contenu: a) les procédés empiriques b) alchimie et métaphysique c) alchimie et mystique d) magie et alchimie §4 le développement de lalchimie: a) les Arabes b) lOccident
Chapitre 2 « La Méthode expérimentale »
§1 la chimie des gaz: a) loxygène b)- autres gaz simples c) gaz composés §2 les corps minéraux §3 la chimie organique §4 la chimie biologique et la toxicologie §5 la chimie analytique §6 la chimie appliquée §7 la chimie générale §8 les sociétés savantes, les revues, les livres
Chapitre 3 « Le 18ème siècle »
§1 la chimie théorique et le phlogistique §2 la chimie des gaz: a) loxygène b) autres gaz simples c) gaz composés §3 les corps minéraux §4 la chimie organique
Chapitre 4 « Lavoisier »
§1 théorie de la combustion la loi de la conservation de la matière §2 les acides §3 lhydrogène §4 la nomenclature
Chapitre 5 « Le 19ème siècle »
§1 la théorie atomique: a) la loi des proportions définies les règles de Berthollet la loi de Proust b) les atomes la loi de Dalton c) la loi de Gay-Lussac d) lhypothèse dAvogadro §2 les équivalents §3 la théorie électrique §4 la chimie organique: a) la chimie organique et la théorie dualistique b) la chimie organique et la théorie atomique c) la valence d) les formules de constitution e) le noyau benzénique f) les méthodes de synthèse §5 la valence et la chimie minérale la classification périodique
Chapitre 6 « Le 20ème siècle »
§1 la théorie atomique: a) les charges élémentaires b) la structure de latome c) la structure du noyau d) les isotopes e) la radioactivité les transuraniens §2 les molécules: a) la liaison ionique b) covalence c) coordination ou covalence dative d) la mésomérie e) les propriétés physiques des molécules f) le solide g) le liquide et le gaz h) les ions en solution §3 la réaction chimique: a) la cinétique b) lénergétique
Conclusion
* « La Chimie Physique » Guy Emschwiller QSJ n° 1161 (1965)
Guy Emschwiller was hoogleraar aan de "Ecole Supérieure de Physique et de Chimie" van Paris. Hij is de auteur van « Chimie Physique » (3 volumes, P.U.F. -1959-1961), een werk dat hoog aangeschreven werd. De inhoud van de monografie "Que sais-je?" is als volgt:
Introduction : historique de la chimie physique
Chapitre 1 « Structure des molécules »
§1 structure des atomes : 1- latome de Bohr-Sommerfeld 2- latome en mécanique ondulatoire 3- répartition des électrons entre les niveaux 4- états quantiques des atomes 5- spectres atomiques §2 la liaison chimique et le problème de la molécule §3 diffraction et structure moléculaire §4 spectres moléculaires : 1- spectres de bandes 2- spectres Raman 3- spectres moléculaires continus 4- principaux résultats des études des spectres moléculaires §5 propriétés magnétiques et structure des molécules : 1- diamagnétisme 2-paramagnétisme 3- résonance paramagnétique électronique 4- résonance magnétique nucléaire §6 moments dipolaires des molécules
Chapitre 2 « Thermodynamique chimique »
§1 laffinité chimique : 1- transformations spontanées et production dénergie 2- les états déquilibre 3- les processus réversibles 4- définition de laffinité chimique et méthodes de détermination §2 les fonctions thermodynamiques §3 lois des équilibres chimiques : 1- la loi daction de masse 2- constante déquilibre et affinité chimique 3- lois des solutions 4- la loi daction de masse généralisée 5- autres lois des équilibres chimiques §4 forces électromotrices et affinité chimique §5 calculs déquilibres : 1- chaleurs de réaction et chaleurs de formation 2- la notion dentropie 3- entropies calorimétriques 4- entropies spectrales 5- utilité des calculs déquilibres
Chapitre 3 « Cinétique chimique »
§1 définition de la vitesse de réaction §2 influence des concentrations §3 réactions bi-moléculaires théorie de lactivation par choc §4 théorie de létat de transition ou du complexe activé §5 réactions mono-moléculaires §6 réactions complexes §7 réactions en chaîne §8 réactions photochimiques §9 réactions électrochimiques §10 réactions hétérogènes §11 catalyse
Auteur: Jean Besson était Professeur à lInstitut National Polytechnique de Grenoble
Contenu:
Introduction:
§1 historique §2 plan de louvrage
Chapitre 1 « Structure de la matière Classification périodique des éléments »
§1 latome: 1- structure atomique 2- isotopes, isobares et isomères nucléaires §2 configuration électronique des éléments §3 classification périodique des éléments §4 familles naturelles déléments
Chapitre 2 « Liaison chimique et valence »
§1 principaux types de liaison §2 liaisons fortes non métalliques: 1- liaison électro-valente ou ionique 2- liaison covalente ou homopolaire 3- liaison covalente dative ou semi-polaire 4- mésomérie, tautomérie et isomérie 5- formes des molécules covalentes théorie de lhybridation §3 liaison métallique §4 cas intermédiaires entre les différents types de liaison §5 liaisons faibles: liaisons électrostatiques et de Van der Waals §6 complexes et composés daddition §7 composés non stchiométriques
Chapitre 3 « Electronégativité et nomenclature en chimie générale »
§1 échelle délectronégativité §2 application à la nomenclature minérale §3 la notion de degré doxydation: 1- cas de composés binaires 2- cas des composés multiples 3- degrés bruts et degrés vrais 4- degré doxydation du noyau dun complexe et nomenclature des complexes
Chapitre 4 « Les types de réaction en chimie générale »
§1 laffinité §2 classification des réactions minérales §3 réactions doxydo-réduction: 1- oxydants et réducteurs 2- équations doxydoréduction et calcul des coefficients 3- tension doxydoréduction 4- oxydoréductions internes 5- catalyse doxydoréduction 6- oxydations induites 7- dismutation et antidismutation 8- diagrammes dEllingham §4 réactions acide-base: 1- définition des acides et des bass 2- généralisation et cas des solvants non aqueux §5 réaction de complexation
Chapitre 5 « Cristallographie et chimie du solide »
§1 létat cristallin: 1- létat cristallin et létat vitreux 2- notion de rayon dun élément §2 chimie du solide: 1- existence et rôle des défauts cristallins 2- éléments de structure dun réseau et notation 3- différents types de défauts 4- écriture dune réaction en chimie du solide
Chapitre 6 « Hydrogène, oxygène, eau »
§1 hydrogène: 1- isotopes et structue moléculaire 2- propriétés chimiques de lhydrogène 3- composés binaires de lhydrogène §2 oxygène: 1- propriétés chimiques de loxygène 2- les oxydes §3 eau et propriétés chimiques: 1- propriétés redox 2- propriétés acide-base 3- propriétés complexantes §4 peroxyde dhydrogène
Chapitre 7 « Les éléments du groupe s »
§1 les métaux alcalins (IA): 1- propriétés chimiques 2- composés §2 les métaux alcalino-terreux (IIA): 1- propriétés chimiques 2- composés
Chapitre 8 « Les éléments du groupe p »
§1 la famille du bore (IIIB) §2 la famille du carbone (IVB) §3 la famille de lazote (VB) §4 la famille de loxygène (VIB) §5 la famille des halogènes (VIIB) §6 la famille des gaz rares (VIIIB)
Chapitre 9 « Les éléments du groupe d »
§1 famille du scandium (IIIA) §2 famille du titane (IVA) §3 famille du vanadium (VA) §4 famille du chrome (VIA) §5 famille du manganèse (VIIA) §6 famille du fer, du cobalt ey du nickel (VIIIA): 1- famille du fer 2- famille du cobalt 3- famille du nickel §7 famille du cuivre (IB) §8 famille du zinc (IIB)
Chapitre 10 « Les éléments du groupe f »
§1 série des lanthanoïdes §2 série des actinoïdes
Bibliographie: cotton et wilinson et michel et bénard
* « La Chimie Organique » René Tiollais QSJ n° 485 (1ère édition 1951 6ème édition 1968)
Auteur: René Tiollais était docteur ès sciences physiques et Professeur à la Faculté mixte de Médecine et de Pharmacie de Rennes
Contenu:
Introduction
Chapitre 1 « Généralités »
§1 définition de la chimie organique §2 cycle de carbone §3 analyse immédiate §4 analyse élémentaire §5 formules développées §6 altération de la covalence §7 effet mésomère §8 analyse de structure §9 tautomérie §10 propriétés physiques et formules de constitution §11 synthèse et confirmation de la structure §12 fonctions organiques §13 polymérie §14 isomérie §15 stéréochimie du carbone §16 caractères des réactions organiques §17 catalyse §18 modalités des réactions organiques §19 classification des composés organiques
Chapitre 2 « Fonction carbure »
§1 carbures acycliques: 1- carbures saturés 2- carbures éthyléniques 3- carbures acétyléniques §2 carbures cycliques: 1- cyclanes 2- cyclènes 3- carbures terpéniques 4- carbures aromatiques 5- benzène 6- homologues supérieurs du benzène ou carbures arylés 7- carbures arylés à plusieurs noyaux benzéniques §3 dérivés halogénés des carbures: 1- dérivés halogénés aliphatiques 2- dérivés halogénés aromatiques §4 composés organométalliques: composés du magnésium 2- composés du zinc
Chapitre 3 « Fonctions oxygénées »
§1 fonction alcool (mono-alcools, alcools non saturés, alcools cyclaniques, alcools aromatiques, polyalcools) §2 fonction phénol (mono-phénols, polyphénols) §3 fonction éther §4 fonction aldéhyde (aldéhyde formique, aldéhyde acétique, aldéhyde acrylique, aldéhydes aromatiques) §5 fonction cétone (acétone, cétones cycliques, cétones aromatiques) §6 glucides (oses ou monoses, holosides, hétérosides) §7 fonction quinone §8 fonction cétène §9 fonction acide (halogénures dacides, anhydrides dacides, acides éthyléniques, acides aromatiques, polyacides, acides-alcools, acides-phénols, acides cétoniques) §10 fonction ester §11 les fonctions sulfurées
Chapitre 4 « Fonctions azotées »
§1 fonction nitrile §2 fonction carbylamine ou isonitrile §3 fonction amine §4 fonction amide §5 dérivés nitrés §6 composés obtenus dans la réduction des dérivés nitrés §7 autres composés métalloïdiques
Chapitre 5 « Composés hétérocycliques »
§1 hétérocycles à un seul hétéroatome: 1- cycles pentogonaux 2- cycles hexagonaux §2 hétérocycles à plusieurs hétéroatomes
II- Secundaire Referenties in relatie tot de Algemene Scheikunde
* « La Chimie Générale » Georges Champetier QSJ n°207 (1ère édition 1946 7ème édition 1963
Auteur: Georges Champetier était Professeur à la Sorbonne et à lEcole Supérieure de Physique et de Chimie de Paris
Contenu:
Chapitre 1 « Les lois des combinaisons chimiques »
§1 loi de la conservation des éléments §2 loi de la conservation des masses (Lavoisier) §3 loi des proportions définies en poids (Proust) §4 loi des proportions multiples (Dalton) §5 loi des nombres proportionnels (Richter) §6 loi des combinaisons gazeuses (Gay-Lussac) §7 combinaisons non-stchiométriques
Chapitre 2 « Théorie atomique »
§1 hypothèses atomique et moléculaire §2 réalité des atomes et des molécules §3 notation chimique §4 notation atomique
Chapitre 3 « Masses atomiques et masses moléculaires »
§1 détermination des masses moléculaires (a- substances gazeuses ou volatiles b- substances solubles) §2 masses moléculaires des corps solides lisomorphisme §3 les chaleurs spécifiques des corps simples §4 nombre dAvogadro masses réelles des atomes et des molécules
Chapitre 4 « Structures des atomes »
§1 décharge électrique dans les gaz §2 électron négatifs et rayons positifs §3 modèles atomiques de Bohr et de Sommerfeld §4 numéro atomique (loi de Moseley) §5 classification périodique des éléments (importance de la classification périodique)
Chapitre 5 « Les isotopes radioactifs et les isotopes stables »
§1 la radioactivité naturelle §2 transformations radioactives §3 loi de Soddy et Fajans les familles radioactives §4 énergies libérées dans les désintégrations radioactives §5 les isotopes stables §6 la spectrographie de masse §7 séparation des isotopes §8 réactions déchange disotopes §9 les isotopes et la théorie atomique
Chapitre 6 « Les réactions nucléaires»
§1 transmutations par hélions §2 les neutrons §3 quelques exemples de transmutations §4 les positons §5 radioactivité artificielle §6 constitution et stabilité des noyaux atomiques
Chapitre 7 « Les liaisons chimiques »
§1 les ions §2 lélectrovalence §3 nature et réalité des ions §4 les liaisons ioniques molécules hétéropolaires §5 liaisons covalentes liaisons homéopolaires §6 complexes coordinences §7 propriétés des complexes séries de Werner §8 complexes parfaits et imparfaits sels doubles combinaisons moléculaires organiques §9 formation deshydrates et des sels doubles
Chapitre 8 « Les structures moléculaires »
§1 addition substitution valence §2 radicaux groupements fonctionnels §3 formules planes développées §4 isoméries planes §5 tautomérie §6 représentations stéréochimiques le tétraèdre du carbone §7 isomérie géométrique §8 isomérie optique des dérivés carbonés §9 stéréochimie des complexes §10 structure spatiale réelle des molécules
Chapitre 9 « Energétique, statique et cinétique chimiques »
§1 chaleur mis en jeu dans les réactions chimiques §2 affinité chimique §3 statique chimique loi des phases §4 lois du déplacement de léquilibre §5 loi daction de masse §6 cinétique chimique vitesses de réaction §7 processus réactionnels élémentaires §8 processus réactionnels complexes §9 catalyse
Bibliographie: « Traité de chimie générale » Nernst
* « LElectrochimie » Jean Besson QSJ n° 437
Auteur: Jean Besson était Professeur à la Faculté des Sciences de Grenoble et Directeur de lEcole Nationale Supérieure dElectrochimie et dElectrométallurgie.
Contenu:
Introduction:
§1 historique §2 domaine de lélectrochimie définition dune réaction électrochimique §3 divisions de lélectrochimie
Chapitre 1 « Les électrolytes et les ions Lois de Faraday »
§1 conducteurs métalliques et conducteurs électrolytiques §2 constitution des électrolytes les ions §3 ions complexes §4 mécanisme de formation des ions §5 électrolyse lois de Faraday
Chapitre 2 « Thermodynamique ionique »
§1 électrolytes forts et électrolytes faibles §2 constante et degré de dissociation §3 variations de α avec la concentration loi de dilution dOstwald §4 concentration et activité §5 théorie de Debije et Hückel §6 conclusion
Chapitre 3 « Conductibilité des électrolytes Cinétique ionique »
§1 intensité et densité de courant dans un électrolyte §2 mobilité des ions §3 nombre de transports des ions §4 conductibilité des électrolytes §5 conductivité ou conductibilité spécifique relation de Kohlrausch §6 conductivité équivalente
Chapitre 4 « Les mesures de conductibilité Leurs résultats Leurs applications »
§1 principe des mesures absolues §2 mesures relatives §3 méthode de Kohlrausch §4 variations de la conductivité avec la température et la concentration §5 interprétation des résultats (1- électrolytes forts 2- électrolytes faibles) §6 loi dadditivité de Kohlrausch §7 détermination expérimentale des mobilités méthode de Hittorf §8 applications des mesures de conductivité (1- dosages conductométriques 2-détermination de la solubilité dun corps peu soluble)
Chapitre 5 « Thermodynamique électrochimique Les processus aux électrodes »
§1 couche double électrochimique §2 électrodes attaquables et inattaquables §3 tension délectrode §4 formule de Nernst tension normale §5 échelle des tensions application §6 théorie générale des tensions délectrode:1- premier cas: tension dun métal électrode du premier genre 2- deuxième cas: tension dun élément non métallique électrode à gaz(lélectrode à hydrogène, électrode à calomel) 3- troisième cas: tensions doxydo-réduction proprement dites ou tensions redox §7 les diagrammes tension-pH
Chapitre 6 « La potentiométrie et ses applications »
§1 mesure dune tension délectrode §2 application des tensions doxydo-réduction à la prévision des réactions §3 mesure du pH dune solution §4 dosages potentiométriques: 1- acidimétrie 2- titrage potentiométrique par précipitation 3- titrage potentiométrique doxydo-réduction 4- dosages différentiels
§1 courbes de polarisation §2 loi de Tafel §3 théorie statistique de la surtension §4 tension mixte §5 comportement électrochimique des métaux passivité §6 applications de la cinétique électrochimique: 1- dosages électrolytiques 2- principes des dosages polarographiques
Chapitre 8 « Piles et accumulateurs Electrolyse »
§1 piles et cellules délectrolyse §2 théorie des piles: 1- force électromotrice dune pile 2- mesure dune force électromotrice 3- force électromotrice et affinité chimique 4- caractéristique dune pile 5- polarisation des piles 6- piles impolarisables 7- piles à dépolarisant 8- piles à gaz piles à combustibles §3 théorie des accumulateurs: 1- principe des accumulateurs 2- accumulateur au plomb 3- accumulateurs alcalins §4 théorie de lélectrolyse: 1- prévision des réactions aux électrodes 2- caractéristique dune cellule 3- cas dune cellule non polarisée électrolyse invisible
Chapitre 9 « Quelques applications industrielles de lélectrochimie »
§1 électrolyse de leau §2 électrolyse aqueuse des chlorures alcalins §3 galvanoplastie et galvanostégie §4 les métallurgies électrolytiques: 1- affinage électrolytique du cuivre 2- préparation de laluminium §5 la protection cathodique §6 les traitements anodiques: 1- polissage électrolytique 2- anodisation
Conclusion
* « Acides et Bases » Louis Rougeot QSJ n°1384 (1970)
Auteur: Louis Rougeot était Agrégé des Sciences Physiques et Docteur ès sciences
Contenu:
Introduction
Chapitre 1 « Historique »
§1 lévolution des idées relatives aux acides et des bases: 1- de Van Helmont à Lavoisier 2- de Lavoisier à Davy 3- de Davy à Arrhénius §2 les acides et les bases dans la théorie des ions §3 force des acides et des bases dArrhénius
Chapitre 2 « Les acides et les bases en solution aqueuse »
§1 dissociation électrolytique de leau la notation pH §2 les acides et bases de Bronsted §3 le proton hydraté §4 la pollarisation de latome et de lion et les phénomènes acido-basiques §5 structure de la molécule dacide chlorhydrique §6 la liaison hydroxyle §7 la notion dactivité §8 la dissociation totale des électrolytes forts §9 les conceptions de Bronsted §10 la cinétique des réactions la catalyse par les ions H+ et OH- §11 la liaison chimique des ions dans les acides §12 les acides complexes de lhydrogène
Chapitre 3 «La solvolyse Force des acides et des bases »
§1 lhydrolyse: 1- le point de vue classique 2- le classement des réactions ioniques du point de vue de Bronsted §2 leffet tampon: 1- généralités 2- effet tampon pour les protons 3- capacité tampon 4- leffet tampon pour les ions OH- 5- la dilution et leffet tampon §3 force des acides et des bases: 1- généralités 2- la loi daction de masse 3- la notion danhydride selon Bronsted §4 couple acide-base en milieu non aqueux: 1- les constantes intrinsèques du couple acide-base 2- lactivité protonique et le pH 3- le nivellement 4- étude comparée des constantes de dissociation §5 les acides halogénés et lévolution du caractère acide: 1- les acides halogénés 2- les oxacides halogénés §6 les indicateurs colorés §7 la conductibilité des acides et des bases: 1- généralités 2-constante dionisation dun acide ou dune base faibles 3- la basicité et acidité en chimie organique 4- catalyse acide 5- catalyse basique
Chapitre 4 « La protométrie »
§1 protométrie en milieu non aqueux: 1- cas dun acide fort et dune base forte 2- cas dun acide faible et dune base forte 3- protométrie enthalpique 4- mesure électrométrique du pH titrage électrométrique 5- lélectrométrie §2 protométrie en milieu non aqueux §3 analyse fonctionnelle dacides et bases en chimie organique: 1- les acides 2- les bases
Chapitre 5 « Les utilisations des acides et des bases »
§1 les acides et les bases dans le domaine de la pétrochimie: 1- le craquage catalytique en liaison avec les phénomènes acido-basiques 2- acides et bases dusage fréquent §2 les acides et les bases dans lindustrie des matières textiles: 1- généralités 2- nylon, perlon, rilsan 3- le tergal §3 les acides et les bases et la biochimie: 1- les acides nucléiques les protéines 2- les acides et les bases dans la dégradation biochimique §4 les industries des acides et des bases: 1- lacide chlorhydrique 2- lacide sulfurique 3- lacide nitrique 4- lacide acétique 5- lammoniac
* « Les Colloïdes » Maurice Bonnemay QSJ n°104 (1ère édition 1957 2ème édition 1967)
Auteur: Maurice Bonnemay était Maître de recherche au C.N.R.S. et sous-directeur du Laboratoire dElectrolyse du C.N.R.S.
Contenu:
- Première Partie: Considérations théoriques sur lEtat Colloïdal
Chapitre 1 « Introduction »
§1 continuité et dispersion §2 propriétés des systèmes dispersés
§1 caoutchouc §2 tanins et solutions taniques: 1- le tannage 2- tannage au chrome
Chapitre 4 « Protéides »
§1 purification des protéines §2 les albumines §3 les diastases §4 la gélatine §5 la caséine §6 la laine §7 la soie §8 les savons
Chapitre 5 « Aérosols »
Conclusion
* « La Chimie Electronique et ses applications industrielles » Andrée Goudot QSJ n° 874 (1ère édition 1960 2ème édition 1964)
Auteur : Andrée Goudot était chercheur au C.N.R.S.
Contenu :
Introduction
Chapitre 1 « La liaison chimique »
§1 latome de Bohr §2 notion de liaison chimique: 1- liaisons électrostatiques 2- liaisons homopolaires avec électrons de liaison 3- liaison de coordinance §3 résonance §4 électrons sigma électrons pi §5 liaisons par hybridation
Chapitre 2 « Complexes organométalliques »
§1 complexes électrostatiques: 1- lélectronégativité 2- le potentiel ionique §2 complexes par orbites superficielles: 1- complexe tétraédrique (sp3) 2- complexes de coordination cinq (sp3d) 3- complexes de coordination six (sp3d2) 4- complexes de coordination sept (sp3d3) §3 complexes par orbites internes: 1- complexes carrés (dsp2) 2- complexes hexavalents (d2sp3) 3- complexes octavalents §4 moment magnétique et type de liaison §5 structure électronique du complexe
Chapitre 3 « Complexes chélatés »
Chapitre 4 « Stabilité des complexes »
§1 rôle de lion métallique 1- complexe ionique 2- complexe covalent §2 rôle du coordinat §3 rôle du complexe §4 mesures des constantes de stabilité: 1- mesures potentiométriques du pH 2- méthode optique 3- mesures polarographiques 4- mesures de solubilité 5- mesures par précipitation et extraction 6- mesure de K dans des réactions déchanges dion métallique 7- conductibilité électrique 8- méthode thermodynamique §5 utilisation des complexes organométalliques
Chapitre 5 « Les échangeurs dions »
§1 étude théorique: 1- échanges de cations 2- échange danions 3- compétition entre les ions §2 mécanisme des échanges: 1- méthodes déquilibre 2- complexes ioniques et taux déchanges de cations 3- complexes covalents et taux déchanges des cations §3 les échangeurs: 1- résines cationiques 2- résines anioniques §4 utilisation des échangeurs: 1- adoucisseurs deau 2- applications récentes 3- récupération industrielle des métaux dans les eaux résiduaires 4- purification des liquides visqueux 5- purification des sucres 6- traitement de jus de fruits 7- applications pharmaceutiques
Chapitre 6 « La galvanoplastie »
§1 mécanisme de la galvanoplastie selon la configuration électronique de lion métallique §2 classification des métaux les plus utilisés en galvanoplastie §3 structure de la surface métallique déposée selon le complexe utilisé §4 influence de certains corps additionnels dans la solution §5 électrodéposition des métaux à partir de complexes en solutions aqueuses §6 utilisation de solutions non aqueuses
Chapitre 7 « Les matières colorantes »
§1 étude théorique des propriétés des matières colorantes: 1- spectre dabsorption et coloration 2- effets «bathochrome» et «hypsochrome» 3- complexes métal-colorants 4- colorants organométalliques §2 complexes polynucléaires: 1- olation 2- oxolation 3- pénétration danion §3 complexes organométalliques utilisés comme colorants et pigments: 1- groupements de liaison OH, -COOH 2- groupements de liaison OH, =O 3- groupements de liaison: -OH, -NO 4- pigment azoïques 5- phtalocyanines 6- complexes phtalocyanines-métal §4 teinture des textiles: 1- les mordants 2- interaction entre les fibres du textile et le complexe colorant
§1 aperçu des catalyseurs: 1- catalyseurs naturels 2- catalyseurs modèles 3- ions métalliques actifs 4- addenda §2 étude théorique: 1- calcul des charges 2- structure électronique du complexe de transition 3- autres études expérimentales 4- règles générales
Conclusion
* « La Chimie Nucléaire » Daniel Blanc (nr 2304) -1987-
Auteur: Daniel Blanc est Professeur à lUniversité Paul Sabatier à Toulouse
Contenu:
Introduction
Chapitre 1 « La structure de la matière »
§1 nombre dAvogadro et masses atomiques §2 molécules et atomes: 1- la molécule 2- latome §3 particules et antiparticules §4 le noyau: 1- sa constitution 2- sa modélisation 3- sa cohésion §5 le nucléon §6 lénergie de liaison: 1- énergie moyenne de liaison par nucléon 2- conséquence: la production dénergie dorigine nucléaire §7 la stabilité des noyaux
Chapitre 2 « La radioactivité ou Chimie nucléaire spontanée »
§1 les processus radioactifs les plus fréquents: 1- la radioactivité alpha 2- la radioactivité bèta 3- la radioactivité gamma ou lisomérisme nucléaire §2 loi de lémission radioactive: 1- constante radioactive λ 2- vie moyenne et période §3 activité radioactive §4 les filiations radioactives §5 la radioactivité naturelle: 1- radioactivité de lécorce terrestre 2- radioactivité de latmosphère 3- radioactivité du neutron §6 dosage des radionucléides produits dans latmosphère: mesure de la radioactivité 2- spectrométrie de masse §7 la radioactivité artificielle: 1- sa découverte par Frédéric Joliot 2- calcul de lactivité produite 3- les émetteurs alpha 4- les émetteurs bêta
Chapitre 3 « Les divers types démissions radioactives et les particules émises »
§1 la radioactivité alpha: 1- propriétés expérimentales 2- mécanisme de lémission alpha 3- pouvoir de pénétration des particules alpha §2 la radioactivité beta: 1- propriétés expérimentales 2- le neutrino 3- stabilité des noyaux vis-à-vis de la radioactivité beta radioactivité beta double 4- mécanisme de la radioactivité beta 5- pouvoir de pénétration des électrons §3 la capture électronique §4 lisomérisme nucléaire §5 la conversion interne §6 pouvoir de pénétration des photons X et gamma: 1- leffet Thomson 2- leffet Compton 3- leffet photoélectrique 4- la matérialisation §7 émissions radioactives rares: 1- la radioactivité p 2- lémission différée de nucléons 3- lémission de noyaux plus lourds que les particules alpha
Chapitre 4 « Trois exemples dapplications de la radioactivité artificielle »
§1 que choisir? 1- lanalyse par activation 2- la technique des indicateurs 3- leffet Mössbauer §2 lanalyse par activation: 1- la source de neutrons 2- étalonnage 3- méthode de mesure 4- les résultats obtenus §3 les indicateurs: mesures de fuite et de débits: 1- localisation des fuites 2- mesures de débits §4 leffet Mössbauer: 1- largeur naturelle Γ dun niveau excité dénergie E0 pour un noyau émetteur gamma 2- phénomènes masquant Γ 3- labsorption résonnante gamma est donc faible ou nulle 4- leffet Mössbauer fournit Γ avec une précision inouïe §5 leffet Mössbauer, outil de diagnostic chimique: 1- déplacement de la raie Mössbauer dû à la structure chimique 2- structure fine due au moment magnétique dipolaire du noyau 3- structure fine due au moment électrique quadripolaire du noyau
Chapitre 5 « Les réactions nucléaires ou la chimie nucléaire induite »
§1 les sources de particules §2 la notion de section efficace §3 le cas le plus simple: les réactions à deux corps: 1- conservation de la charge 2- conservation de la quantité de mouvement 3- conservation de lénergie §4 cas des projectiles légers: 1- fonction dexcitation 2- modèle de linteraction §5 cas des projectiles lourds: 1- aux basses énergies 2- aux énergies plus élevées 3- vers lébullition du liquide nucléaire
Chapitre 6 « Fission, réactions en chaîne et réacteurs à fission »
§1 généralités §2 la réaction de fission §3 particularités de la fission: 1- les neutrons produits 2- la radioactivité produite 3- lénergie produite §4 la réaction en chaîne: 1- durée de vie dune génération de neutrons 2- coefficient effectif de multiplication 3- période T du réacteur 4- rôle des neutrons différés §5 accumulation des produits de fission §6 empoisonnement du combustible par les produits de fission: 1- leffet xénon 2- leffet samarium §7 la surrégénération
Chapitre 7 « Les éléments artificiels »
§1 les cases inoccupées de la classification périodique §2 la limite de stabilité des noyaux est imposée par la fission spontanée §3 les transuraniens: 1- leur découverte 2- le plutonium 3- les transplutoniens 4- les noyaux les plus lourds §4 et au-delà?
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.9 Organische Scheikunde met Alexandre Térentiev
Bij MIR (Franse editie) kon men begin de jaren zeventig een Kiréev (Chimie Physique) en een Nekrassov (Chimie Minérale) vinden, die als leerboeken voor de cursus van Zoël Eeckhaut hadden kunnen dienen. Bestond er een dergelijk leerboek voor de organische chemie van Firmin Govaert?
Het antwoord was affirmatief. Er was immers « Chimie Organique » van Alexandre Térentiev. Het driespan Kiréev (Chimie Physique), Nekrassov (Chimie Minérale) en Térentiev (Chimie Organique) omsloot aldus het ganse gebied der Algemene Scheikunde.
De Franse editie van Térentievs monografie verscheen voor het eerst in 1967 en beleefde een tweede editie in 1975. MIR stelde het boek als volgt voor:
Ce livre est luvre dAlexandre Térentiev, membre correspondant de lAcadémie des Sciences de lU.R.S.S., professeur à lUniversité de Moscou et B. Pavlov, candidat en pédagogie. Il sagit dun panorama complet de la chimie organique moderne. Outre le développement des trois grandes sections classiques: composés acycliques, carbo- et hétérocycliques, on y trouve des compléments de physique théorique et appliquée. Enfin louvrage renseigne sur les grands secteurs de la chimie organique appliquée: pétroles, caoutchoucs, matières plastiques, silicones, colorants, parfums, médicaments etc..
Le livre a soutenu cinq éditions en russe et a été traduit en anglais. Il doit trouver une large audience auprès des étudiants des établissements techniques supérieurs non spécialisés dans la chimie. Ce manuel, accessible aux bacheliers, est également destiné aux établissements denseignement par correspondance et aux autodidactes
De gedetailleerde inhoud van het boek dat ongeveer 600 paginas telde was als volgt:
-Introduction
I- Chimie organique:
§1 but et caractères généraux de la chimie organique §2 la chimie organique et lindustrie de la synthèse organique
II- Traitements des corps organiques:
§3 extraction et purification des corps organiques §4 détermination des constantes physiques §5 composition des corps organiques analyse qualitative §6 analyse quantitative §7 établissement dune formule la plus simple §8 détermination de la masse moléculaire
III- Théorie de la structure chimique:
§9 théorie des radicaux et théorie des types §10 théorie de la structure chimique §11 classification des composés organiques
-Première Partie « Composés à chaîne ouverte (aliphatique ou acycliques)»
Chapitre 1 « Hydrocarbures »
A- Hydrocarbures saturés ou alcanes (CnH2n + 2 )
§12 série homologue des alcanes §13 radicaux hydrocarbures (alcoyles) §14 structure des alcanes §15 état naturel et préparation des alcanes §16 propriétés physiques des alcanes §17 propriétés chimiques des alcanes §18 méthane §19 caractères généraux des réactions de substitution §20 nomenclature de Genève des composés organiques §21 schémas de structure électronique des composés organiques §22 moments dipolaires
B- Pétroles et gaz naturels
§23 composition et état naturel du pétrole §24 origine du pétrole §26 carburant liquide artificiel §27 gaz naturels asphaltes
C- Hydrocarbures à double liaison ou alcènes (CnH2n )
§28 double liaison §29 nomenclature des alcènes (oléfines) §30 procédés de préparation et structure des alcènes (oléfines) §31 propriétés physiques et chimiques des alcènes (oléfines) §32 indice de réfraction réfraction molaire §33 éthylène (éthène) §34 isobutylène (isobutène)
D- Hydrocarbures à triple liaison ou alcynes (CnH2n 2 )
§35 structure et préparation des hydrocarbures acétyléniques (alcynes) §36 propriétés des hydrocarbures acétyléniques §37 acétylène (éthyne)
E- Hydrocarbures à deux doubles liaisons ou alcadiènes (CnH2n -2 ) caoutchouc
§38 structure et propriétés des hydrocarbures à doubles liaisons (alcadiènes) §39 caoutchouc et ses propriétés §40 structure et synthèse du caoutchouc
Chapitre 2 « Dérivés halogénés des hydrocarbures »
§41 halogénures dalcoyle (halogéno-alcanes) §42 propriétés des halogénures dalcoyle §43 dérivés dihalogénés des hydrocarbures saturés §44 dérivés polyhalogénés des hydrocarbures saturés §45 dérivés fluorés des alcanes §46 dérivés halogénés des hydrocarbures non saturés (halogéno-alcènes) §47 composés macromoléculaires matières plastiques
Chapitre 3 « Composés organo-élémentaires »
§48 définition et importance des composés organo-élémentaires §49 composés organo-zinciques §50 composés organo-magnésiens §51 composés organo-aluminiques §52 composés organo-siliciques §53 composés organo- phosphorés et organo-arséniés
Chapitre 4 « Alcools et leurs dérivés »
A- Mono-alcools saturés ou alcanols
§54 structure des alcools §55 homologie et isomérie des mono-alcools §56 procédés de préparation des mono-alcools §57 propriétés physiques §58 propriétés chimiques §59 alcool méthylique (méthanol) §60 alcool éthylique (éthanol) §61 alcools propyliques, butyliques et amyliques §62 activité optique des composés organiques §63 théorie de la stéréométrie §64 structure électronique des liaisons ordinaires (liaison δ)
B- Alcools non saturés
§65 alcool allylique (propénol) §66 plastiques à base des polymères dalcool vinylique et de ses dérivés
C- Dialcools (diols ou glycols)
§67 structure, isomérie et nomenclature des diols §68 propriétés physiques et chimiques des diols
D- Trialcools (triols ou glycérols)
§69 glycérol (glycérine ou propanetriol) §70 polyalcools supérieurs
E- Esters des acides minéraux
§71 préparation et propriétés des esters dacides minéraux §72 nitroglycérine §73 esters de lacide orthosilicique
F- Ethers
§74 structure et procédés de préparation des éthers §75 propriétés des éthers §76 éther éthylique §77 composés peroxydés organiques
§78 mercaptans (thiols ou thio-alcools) §79 acides sulfoniques §80 thio-éthers
Chapitre 6 « Aldéhydes et Cétones »
A- Structure et préparation
§81 structure, isomérie et nomenclature §82 préparation et propriétés des aldéhydes §83 préparation et propriétés des cétones
B- Réactions des aldéhydes et cétones
§84 réactions daddition §85 réactions de substitution §86 oxydation des aldéhydes et des cétones §87 réactions avec participation de lhydrogène en position alpha du groupe carbonyle §88 comparaison des propriétés des aldéhydes et des cétones
C- Quelques aldéhydes et cétones
§89 aldehyde formique (méthanal ou formaldéhyde) §90 aldéhyde acétique (éthanal ou acétaldehyde) §91 chloral (2,2,2- trichloro-éthanal) §92 acroléine (propénal ou aldéhyde acritique) §93 citral (géraniol) §94 acétone (propanone ou diméthylcétone) §95 dialdéhydes (diales) et dicétones (diones) §96 complexes chélatés
Chapitre 7 « Acides carboxyliques et leurs dérivés »
A- Monoacides saturés ou acides gras
§97 structure et préparation des acides carboxyliques §98 isomérie et nomenclature des monoacides saturés §99 propriétés physiques des monoacides saturés §100 propriétés chimiques des monoacides saturés §101 acide formique §102 acide acétique §103 acide propionique §104 acide butyrique §105 acides palmitique et stéarique §106 savons et détergents
B- Monoacides non saturés
§107 série homologue des monoacides saturés §108 acides acrylique, méthacrylique et crotonique §109 isomérie cis trans §110 théorie des tensions §111 structure électronique de la double liaison (liaison pi) §112 doubles liaisons conjuguées §113 acides oléique, linoléique et linolénique §114 matières synthétiques à base de polymères de dérivés des acides acrylique et méthacrylique
C- Esters dacides carboxyliques
§115 structure et procédés de préparation des esters §116 estérification §117 propriétés des esters §118 quelques esters dacides carboxyliques §119 cires §120 graisses §121 hydrolyse des graisses §122 production de la stéarine et savonnerie §123 huiles végétales §124 hydrogénattion des graisses §125 acides gras synthétiques
D- Chlorures dacides
§126 structure et préparation des chlorures dacides §127 propriétés des chlorures dacides
E- Anhydrides dacides
§128 structure et préparation des anhydrides dacides §129 propriétés danhydrides dacides
F- Amides
§130 structure et préparation des amides §131 propriétés des amides §132 dérivés dacides et radical acide
G- Acides di-carboxyliques: diacides saturés
§133 structure des diacides saturés §134 propriétés physiques et chimiques des acides saturés §135 acide oxalique §136 acide malonique §137 synthèses réalisées à laide de lester malonique §138 acide succinique
H- Acides di-carboxyliques: diacides non saturés
§139 acides maléique et fumarique
Chapitre 8 « Acides halogénés »
§140 structures et procédés dobtention des acides halogénés §141 propriétés des acides halogénés
Chapitre 9 « Acides- alcools »
§142 procédés dobtention et structure des acides-alcools §143 oxydation des polyalcools §144 propriétés des acides acides-alcools §145 acide lactique §146 acide malique §147 acide tartrique §148 dédoublement des racémiques en inverses optiques §149 synthèse asymétrique §150 stéréo-isomérie des corps à deux ou plusieurs atomes de carbone asymétriques dia-stéréo-isomères §151 acide citrique §152 stéréo-isomérie des acides alpha alcools
Chapitre 10 « Acides aldéhydiques et cétoniques »
§1 structure et représentants des acides aldéhydiques et cétoniques §154 ester acéto-acétique §155 tautomérie §156 synthèses réalisées à laide de lacétyl-acétate déthyle
Chapitre 11 « Glucides »
A- Généralités
§157 classification des glucides (hydrates de carbone)
B- Oses
§158 structure des oses §159 notions sur la stéréo-isomérie des aldo-hexoses §160 état naturel et procédés dobtention des oses §161 propriétés des oses §162 trioses ou triholosides §163 pentoses §164 hexoses §165 hétérosides §166 mécanisme de la fermentation alcoolique
C- Oligosaccharides ou holosides a poids moléculaire non élevé
§167 propriétés et structure des disaccharides §168 saccharose §169 maltose lactose cellobiose
D- Polysaccharides ou holosides a poids moléculaire élevé
§177 structure et procédés dobtention des dérivés nitrés §178 propriétés des dérivés nitrés
Chapitre 13 « Amines »
§179 structure des amines §180 propriétés des amines §181 structure des sels ammoniacaux §182 préparation des amines §183 quelques amines
Chapitre 14 « Aminoalcools et acides aminés »
§184 les aminoalcools §185 structure et procédés de préparation des acides aminés §186 quelques aminoacides §187 dénomination des molécules stéréo-isomériques contenant des groupements aminé et hydroxy
Chapitre 15 « Matières protéiques »
§188 état naturel §189 propriétés des matières protéiques §190 protéines §191 protéides §192 notions sur la structue chimique des matières protéiques §193 synthèse des matières protéiques §194 fibres synthétiques §195 utilisation des traceurs radioactifs
Chapitre 16 « Dérives cyanés »
§196 dérivés cyanés et leur préparation §197 nitriles §198 isonitriles §199 acide cyanhydrique §200 cyanogène §201 cyanamide §202 acide cyanique §203 acide thiocyanique ou acide rhodanique
Chapitre 17 « Dérivés de lacide carbonique »
§204 chlorures dacide carbonique §205 esters carboniques §206 dérivés azotés de lacide carbonique §207 équivalents sulfurés des dérivés de lacide carbonique §208 plastiques à base de résines urée-formaldéhyde (carbamides)
§209 propriétés de benzène §210 structure du benzène §211 dérivés di- et tri- substitués du benzène isomérie §212 structure et propriétés des homologues du benzène §213 procédés de préparation des homologues du benzène §214 préparation industrielle de composés aromatiques
B- Dérivés halogénés des hydrocarbures benzéniques
§215 préparation des halogénures benzéniques §216 propriétés des dérivés halogénés §217 quelques halogénures aromatiques
C- Dérivés nitrés et acides sulfoniques
§218 nitration §219 effet dorientation des substituants §220 propriétés des dérivés nitrés §221 quelques dérivés nitrés §222 sulfonation acides sulfoniques
D- Phénols et alcools aromatiques quinones
§223 structure, procédés de préparation et propriétés des phénols §224 phénol et crésols §225 stimulateurs de croissance des végétaux et herbicides §226 résines phénol-formaldéhyde §227 acide picrique §228 diphénols §229 quinones §230 triphénols §231 éthers aromatiques §232 alcools aromatiques
§255 préparation et structure des dérivés diazoïques §256 réactions des dérivés diazoïques accompagnées dun dégagement dazote (diazoréactions) §257 synthèse réalisées à laide de diazoïques §258 réduction des diazoïques
L- Dérivés et colorants azoïques
§259 dérivés azoïques §260 dérivés amino-azoïques et hydroxy-azoïques §261 préparation des colorants azoïques §262 colorants et teinture §263 colorants naturels et artificiels
A- Composés renfermant des noyaux benzéniques liés directement ou par le carbone
§264 diphényle benzidine §265 triphénylméthane et ses dérivés §266 colorants de la série du triphénylméthane (structure et propriétés) §267 obtention des colorants du triphénylméthane §268 radicaux libres
B- Composés à noyaux condensés
§269 naphtalène §270 dérivés du naphtalène §271 structure du naphtalène §272 colorants de la série du naphtalène §273 tétraline et décaline §274 anthracène §275 anthraquinone §276 alizarine §277 colorants polycycliques de cuve (indanthrènes) §278 phénanthrène §279 hydrocarbures à plusieurs noyaux benzéniques condensés
- COMPOSES ALICYCLIQUES
Chapitre 20 « Cyclo-paraffines »
§280 structure et procédés dobtention des cyclo-paraffines §281 propriétés des cyclo-paraffines §282 quelques cyclo-paraffines §283 tension chez les composés alicycliques §284 stéréo-isomérie des composés alicycliques
Chapitre 21 « Terpènes »
§285 état naturel des terpènes §2 classification des terpènes §287 terpènes mono-cycliques §288 terpènes bi-cycliques §289 camphre
§310 sulfathiazole §311 pénicilline §312 antipyrine et amidopyrine §313 pilocarpine
Chapitre 25 « Hétérocycles hexagonaux »
A- Groupe du pyranne
§314 gamma-pyrone et sels de pyroxonium §315 chromone §316 anthocyanosides
B- Groupe de la pyridine
§317 pyridine §318 nicotine §319 pipéridine
C- Groupe de la quinoléine
§320 quinoléine §321 quinine et préparations antipaludéennes
D- Groupe de la purine
§32 acide urique §323 autres corps du groupe de la purine §324 triazine chlorure de cyanuryle désherbants sélectifs §325 colorants actifs agents de blanchissement optiques §326 acides nucléiques et nucléotides ARN et ADN
- korte bespreking van Térentiev's « Chimie Organique »
Térentiev's « Chimie Organique » is zoals Holleman's « Leerboek der Organische Chemie » ingedeeld in drie delen: de Aliphatische Verbindingen, de Carbocyclische Verbindingen en de Heterocyclische Verbindingen. Er is insgelijks een indeling in genummerde paragrafen maar deze worden in hoofdstukken gerangschikt zodat de student een beter inzicht krijgt in het geheel van de leerstof.
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.8 Holleman's Leerboek der Organische Chemie
In 1896 was bij Wolters een leerboek over organische scheikunde verschenen met als auteur, een zekere Arnold Frederick Holleman, waarover verder meer. Dit boek getiteld « Leerboek der Organische Chemie » sloeg onmiddellijk aan, ook in het buitenland.
Niet alleen werd het het werk vertaald in het Engels « A Textbook in Organic Chemistry » (1) , in het Duits « Lehrbuch der organischen Chemie », maar ook in het Frans « Traité de Chimie Organique », Spaans, Italiaans, Russisch, Pools, en Japanees . maar ook was de vraag naar dit boek zeer groot ten getuige waarvan de talloze edities in het buitenland.
In het Voorwoord van de Engelse 5de editie (1920) kan men de reden van dit succes vinden:
MOST of the short text-books of Organic Chemistry contain a great number of isolated facts; the number of compounds described in them is so considerable as to confuse the beginner. Moreover, the theoretical grounds on which this division of the science is based are often kept in the background; for example, the proofs given of the constitutional formulae frequently leave much to be desired. However useful these books may be for reference, they are often ill-suited for text-books, as many students have learned from their own experience.
In this book I have endeavoured to keep the number of unconnected facts within as narrow limits as possible, and to give prominence to the theory underlying the subject. For this reason, a proof of the structure of most of the compounds is given. This was not possible for the higher substitution-products of the aromatic series, so that the methods of orientation employed in it are described in a special chapter.
Physico-chemical theories, such as the laws of equilibrium, ionization, and others, are becoming more and more prominent in organic chemistry. I have attempted in many instances to show how useful they are in this branch of the science. Such important technical processes as the manufacture of alcohol, cane-sugar, etc., are also included. The book is essentially a text-book, and makes no claim to be a "Beilstein " in a very compressed form.
I am deeply indebted to Dr. A. JAMIESON WALKER for the excellent way in which he has carried out the difficult task of translating this book from the original second Dutch edition into English. Lastly, it may be mentioned that it has also been translated into
German, the second edition having just appeared, and that an Italian edition is in preparation.
(getekend A. F. HOLLEMAN, GRONINGEN, NETHERLANDS, November, 1902)
Van de Nederlandse versie, verschenen er voor zover ik heb kunnen nagaan 19 herdrukken of edities: 1ste druk 1896, 2de 1901, 3de 1905, 4de 1907, 5de 1912, 6de 1915, 7de 1918, 8ste 1919, 9de 1922, 10de 1927, 11de 1929, 12de geheel herziene druk 1932 (677 paginas), 13de geheel herziene druk 1941 (825 paginas), 14de druk 1946 (848 paginas),15de druk 1950, 16de druk 1955 (902 paginas), 17de druk 1959, 18de druk 1964 (RUG), 19de druk 1967 (964 paginas). Het is derhalve zeer goed mogelijk dat de 16de druk van Holleman's « Leerboek der Organische Chemie », daterend van 1955, einde de jaren vijftig volledig uitgeput was en niet langer beschikbaar was in de boekhandels. Een en ander verklaart waarom ik dit werk, dat mij vele diensten had kunnen bewijzen, eerst maar enkele jaren later ontdekte.
Vanaf de 13de druk zal een Johan Pieter Wibaut (1886-1967), een leerling van Holleman en later hoogleraar aan de Universiteit te Leiden, de redactie van het werk verzorgen. Nog later zal een Antoinette Johanna Pauline Wibaut-Van Gastel de redactieploeg vervoegen. Vanaf dit tijdstip is het logisch te spreken van de Holleman-Wibaut.
Maar vooreerst wie was Arnold Frederick Holleman eigenlijk?? Een uitvoerige biografie kan men vinden in Snelders « De Geschiedenis van de Scheikunde in Nederland deel 2- » (2) . Uit deze biografie blijkt zeer duidelijk dat Holleman in de eerste plaats een « organicus » was:
Arnold Frederik Holleman (1859-1953) studeerde scheikunde in Leiden (1879) en Heidelberg (1883) en promoveerde op 26 maart 1887 bij Franchimont over Onderzoekingen over het zogenaamde β-nitrocymol. Van zijn leermeester kreeg hij zijn liefde voor organisch-chemische problemen.
Na zijn promotie werd Holleman korte tijd assistent van de bekende Duitse organicus Adolf von Baeyer in München en daarna van Van 't Hoff in Amsterdam. Von Baeyer deed toen zijn bekende onderzoekingen over het benzeen. Hij had een paar jaar te voren zijn spanningstheorie ontwikkeld en was midden in zijn geniale onderzoekingen over de structuur van het benzol, waardoor Ladenburg's prismaformule voor goed als ondoeltreffend werd verklaard, aldus Holleman in zijn afscheidscollege (1924).
In 1889 werd Holleman benoemd tot directeur van het toen juist opgerichte Rijkslandbouwproefstation in Groningen en in september 1893 volgde zijn benoeming tot hoogleraar in de anorganische en de organische chemie aan de Groningse universiteit als opvolger van de wegens zijn gezondheid afgetreden Rudolph Sicco Tjaden Modderman (1831-1924).
In december 1904 werd Holleman de opvolger van de overleden Cornelis Adriaan Lobry van Troostenburg de Bruyn (1857-1904) aan de universiteit van Amsterdam. Hij bleef dat tot zijn emeritaat in 1924 en overleed als nestor van de Nederlandse chemici op bijna 94-jarige leeftijd in 1953.
In Groningen moest Holleman de gehele chemie doceren. Wel werd twee jaar na zijn aantreden (1895) de fysicus Cornelis Harm Wind (1867-1911) benoemd tot lector in de mathematische fysica en de fysische chemie. De naam Holleman is thans vooral nog bekend door zijn Leerboek der organische chemie (1896) en Leerboek der anorganische chemie (1898), die met hun talrijke opeenvolgende drukken generaties scheikundestudenten sterk hebben beïnvloed.
Het gebruik dat Holleman maakte van fysisch-chemische methoden bij zijn onderzoek, toont de grote invloed van Van 't Hoff, wiens assistent hij van 1887-1889 was geweest. We zien dit ook uit onderwerpen waarop zijn eerste Groningse leerlingen promoveerden.
Maar Hollemans belangstelling ging spoedig uit naar het onderzoek over de substitutie in de benzeenkern, waaraan zijn naam blijvend zou worden verbonden. De vraag op welke plaats bij substitutie van een monoderivaat de tweede substituent komt, was al lang onderwerp van onderzoek van de organisch chemici. Holleman wilde de tot dan toe bekende experimentele gegevens overzichtelijk samenvatten en rangschikte daartoe systematisch de substituenten in twee reeksen van ortho-para-richters en meta-richters.
Met zijn talrijke leerlingen voerde Holleman een groot aantal kwantitatieve nitreringen, halogeneringen en sulfoneringen uit, eerst van mono-, later ook van hogere benzeenderivaten en van derivaten van naftaleen. Het tijdrovende werk leidde tot de opsporing van wetmatigheden die de invoering van een tweede substituent in het monogesubstitueerde nogesubstitueerde benzeen beheersen en de factoren die hierbij een rol spelen. Bestudeerd werd uiteraard ook de tegenstelling tussen para-ortho- en meta-substitutie.
Zijn leerling Wibaut had eveneens grote belangstelling voor substituties in de benzeenkern. Een andere leerling van Holleman, Böeseken, vormde aan de Technische Hogeschool te Delft een school van organici, waaronder de latere hoogleraren S.C.J. Olivier, P.E. Verkade en J. Coops.
Enkele jaren nadat ik de Gentse Alma Mater verlaten had, viel ik nu bij toeval op dit leerboek en onmiddellijk wist ik dat dit werk als basis gediend had voor het opstellen van Govaert's cursusnota's en wel de 11de of 12de editie (1932). Zelf bezit ik nu de 13de editie en de stijl en inhoud van deze editie tonen zulks op ontegensprekelijke wijze aan.
Naast een inleidend gedeelte "Algemeenheden" is het werk ingedeeld in drie delen, respectievelijk, de "Aliphatische Verbindingen", de "Carbocyclische Verbindingen" en de "Heterocyclische Verbindingen":
Algemeenheden
§1 definitie organische chemie §2 kwalitatieve analyse van organische verbindingen §3 kwantitatieve analyse van organische verbindingen: bepaling van koolstof en waterstof volgens Liebig, bepaling van stikstof volgens Dumas, methoden van Termeulen voor zwavel, stikstof, halogeen en zuurstof §4 bepaling van moleculair gewicht uit dampdichtheid, uit vriespuntsverlaging, uit kookpuntsverhoging of uit osmotische druk §5 bepaling van het moleculair gewicht uit de kookpuntsverhoging (ebullioscopische methode) §6 beknopt overzicht chemische bewerkingen §7 gewone distillatie §8 distillatie onder verminderde druk, distillatie met waterdamp, scheiding van niet mengbare vloeistoffen met scheitrechter §9 scheiding van gekristalliseerde stoffen door gefractioneerde kristallisatie §10 kenmerken van zuiverheid en identificatie van organische verbindingen: bepaling van het smeltpunt §11 bepaling van het soortelijk gewicht §12 brekingsindex en moleculaire refractie §13 draaiing van het polarisatievlak §14 verbrandingswarmte §15 hoofdindeling der organische chemie
- Eerste Deel:«Alifatische Verbindingen»
(Verzadigde koolwaterstoffen)
§16 bereiding en eigenschappen van methaan §17 reeks van verzadigde koolwaterstoffen nomenclatuur §18 definitie homologe reeksen §19 isomerie en structuur de structuurtheorie §20 definitie van koolstofketens §21 aantal mogelijke isomeren vertakte koolstofketens nomenclatuur der isomere alkanen §22 regel der even atoomgetallen §23 physische eigenschappen der alkanen §24 voorkomen van de verzadigde koolwaterstoffen in de natuur aardolie §25 vormingswijze en structuur der alkanolen §26 nomenclatuur en isomerie der alkanolen primaire , secundaire en tertiaire alcoholen §27 physische eigenschappen der alkanolen §28 methanol §29 aethanol absolute aethanol §30 propanolen §31 butanolen §32 pentanolen en hogere alcoholen §33 alkanolaten of alcoholaten §34 verband tussen optische activiteit en chemische structuur stereo-isomerie theorie van van t Hoff- Lebel
(Halogeen-alkanen, esters, ethers)
§35 analogie tussen basen en alkanolen §36 halogeen-alkanen of alkylhaloïden chemische eigenschappen §37 esters van andere minerale zuren § 38 aethers - nomenclatuur diaethyl-ether §39 alkyl gebonden aan zwavel §40 thiolen §41 thio-aethers mosterdgas §42 sulfozuren §43 alkyl gebonden aan stikstof: aminen §44 vormingswijze der aminen §45 eigenschappen der aminen primaire, secundaire en tertiaire aminen §46 enkele aminen §47 alkyl gebonden aan stikstof: nitroverbindingen §48 alkyl gebonden aan elementen van de stikstofgroep phosphinen arsinen §49 alkyl gebonden aan elementen van de koolstofgroep: silanen §50 alkyl gebonden aan metaal: zinkverbindingen natrium-alkyl-verbindingen tetraaethyllood §51 alkyl-magnesium-verbindingen §52 carbonitrilen en carbylaminen (isocarbonitrilen) §53 carbylaminen §54 carbonitrilen §55 mono-carbonzuren §56 mierenzuur §57 azijnzuur of methaan-carbonzuur §58 propaancarbonzuren of boterzuren §59 butaancarbonzuren of valeriaanzuren hogere alkaancarbonzuren §60 over de rangschikking der moleculen in dunne lagen en over de afmetingen der moleculen van de hogere vetzuren (Langmuir) §61 substitutie in de carbonylgroep: zuurchloriden of carbonyl-chloriden §62 substitutie in de carbonylgroep: zuurchloriden en esters §63 substitutie in de carbonylgroep: carbonamiden of zuuramiden
(alkanalen aldehyden- en alkanonen ketonen-)
§64 definitie van alkanalen en alkanonen §65 bereidingswijzen voor aldehyden en ketonen §66 eigenschappen van alkananen en alkanonen §67 enkele alkanalen (aldehyden) §68 methanal of formaldehyde §69 aethanal of acetaldehyde metaldehyde hogere aldehyden §70 alkanonen (ketonen) en propanon of aceton
(Onverzadigde koolwaterstoffen)
§71 definitie van alkenen en cyclanen §72 vormingswijzen der alkenen §73 nomenclatuur en isomerie der alkenen physische eigenschappen §74 chemische eigenschappen der alkenen §75 de vrije alkylgroepen methyl en aethyl §76 over de structuur der onverzadigde verbindingen regel van Markownikow §77 koolwaterstoffen met een drievoudige binding §78 acetyleen of aethyn §79 koolwaterstoffen met twee dubbele bindingen alkaan diënen isopreen §80 substitutieproducten der onverzadigde koolwaterstoffen: onverzadigde halogeen-verbindingen allylalcohol vinyl-chloride §81 substitutieverbindingen van onverzadigde koolwaterstoffen: alkenolen (allylalcohol, vinylalcohol) §82 propargylalcohol
(één-basische onverzadigde zuren)
§84 vormingswijzen der alkeencarbonzuren: reeks van het oliezuur algemene eigenschappen §85 enkele zuren: acrylzuur, crotonzuur, angelicazuur, oliezuur, erucazuur §86 onverzadigde zuren met twee en met drie dubbele bindingen: linolzuur, linoleenzuur §87 een-basische zuren met drievoudige binding: reeks van het propiolzuur §88 onverzadigde aldehyden en ketonen: crotonaldehyde, propargylaldehyde, citral, geraniol §89 ketenen: aethenon §90 verbindingen met twee of meer kenmerkende atomen of atoomgroepen §91 halogeenderivaten der alkanen: halogeenderivaten van methaan (metheenchloride, chloroform, bromoform, jodoform, tetrachloormethaan §92 halogeenderivaten van de homologen van methaan §93 verbindingen met twee of meer alcoholgroepen §94 tweewaardige alcoholen: alkaandiolen of glycolen §95 driewaardige alcoholen: glycerol en nitroglycerol §96 vierwaardige en hogerwaardige alcoholen: erythritol, arabinol, xylitol, mannitol
§103 verzadigde tweebasische zuren: reeks van het oxaalzuur §104 oxaalzuur §105 malonzuur en malonestersynthese §106 barnsteenzuur, glutaarzuur, adipinezuur, kurkzuur §107 anhydriden van twee-basische zuren: barnsteen-anhydride en glutaarzuur-anhydride §108 twee-basische onverzadigde zuren: fumaarzuur en maleïnezuur §109 hoger-basische zuren §110 halogeenderivaten van aldehyden §111 gesubstitueerde zuren: zuren met een halogeenatoom in de alkylgroep: monochloor-azijnzuur, trichloor-azijnzuur §112 dihalogeenzuren §113 een-basische hydroxyzuren eigenschappen lactonen: glycolzuur, melkzuur, 2- hydroxy-boterzuur §114 twee-basische hydroxyzuren §115 wijnsteenzuren §116 d-wijnsteenzuur en l-wijnsteenzuur §117 stereostructuur van de wijnsteenzuren §118 splitsing in optische antipoden §119 optisch actieve verbindingen waarin de asymmetrie samenhangt met de aanwezigheid van een ander element dan koolstof §120 hogerbasische hydroxyzuren §121 meerwaardige aldehyden en ketonen §122 dionen of diketonen §123 aldehyde- en keton-zuren §124 acetylazijnester §125 tautomerie: keto- enol tautomerie
(suikersoorten; koolhydraten of sacchariden)
§126 definitie van koolhydraten: mono en polysacchariden , aldosen en ketosen §127 structuur der monosacchariden §128 enkele ketosen: fructose §129 vormingswijzen der monosacchariden §130 bepaling van de stereochemische structuur der monosacchariden §131 aldohexosen §132 mutarotatie §133 omzettingen der hexosen §134 tetrosen, pentosen, hexosen, heptosen:arabinose, ribose, glucose, galactose, fructose, ascorbinezuur §135 disacchariden §136 maltose §137 cellobiose §138 lactose §139 saccharose of rietsuiker §140 synthese der disacchariden §141 trisacchariden en tetrasacchariden §142 glucosiden §143 aminoderivaten van monosacchariden: glucosamie §144 polysacchariden §145 zetmeel §146 structuur van zetmeel §147 technische bereiding van zetmeel uit aardappelen §148 glycogeen §149 inuline §150 cellulose §151 structuur van cellulose §152 lignine §153 technische toepassingen der cellulose nitraten van cellulose kunstzijde §154 de alcoholische gisting
(cyaanverbindingen)
§155 cyaangas §156 cyaanwaterstof of blauwzuur zouten van blauwzuur §157 cyaanzuur §158 cyanuurzuur §159 knalzuur §160 thiocyaanzuur of rhodaanwaterstofzuur
(koolzuur derivaten)
§161 koolzuur en carbonylchloride of phosgeen §162 ureum §163 carbaminezuur-derivaten §164 guanidine §165 zwavelkoolstof en derivaten §166 aminozuren §167 mono-amino- monocarbonzuren: hippuurzuur, creatine en creatinine, betaïne §168 mono-amino- dicarbonzuren: asparaginezuur, glutaminezuur en di-amino-monocarbonzuren: ornithine, lysine, arginine §169 hydroxy-aminozuren en zwavelhoudende aminozuren: cysteïne en cystine §170 aminozuren met cyclische atoomgroepen: phenylalanine, histidine, proline
(eiwitstoffen of proteïnen)
§171 definitie en algemene eigenschappen: coagulatie, kleurreacties §172 proteïnen en proteïden albuminen en globulinen, gluteninen en prolaminen, protaminen en sklerpproteïnen, phosphproteïden en mucoproteïden, chromoprpteïden §173 structuur der proteïnen §174 moleculair gewicht der proteïnen §175 enzymatische splitsing der proteïnen §176 enzymen of fermenten §177 asymmetrische synthese §178 de inversie van Walden §179 aliphatische diazoverbindingen
- Tweede Deel: « Carbocyclische Verbindingen »
§180 overzicht der cyclische verbindingen: a) carbocyclische verbindingen: aromatische verbindingen, alicyclische verbindingen b) heterocyclische verbindingen §181 aromatische verbindingen §182 bereiding, chemische eigenschappen en structuur van benzeen formule van Kékulé §183 nomenclatuur en isomerie der benzeenderivaten §184 de homologen van benzeen:bereiding (Fittig, Friedel en Krafts) en physische eigenschappen §185 voorkomen van aromatische koolwaterstoffen in de natuur en in industriële producten (koolteer)
(halogeen- substitutieproducten van benzeen en homologen)
§186 mono-halogeen-substitutieproducten van benzeen di-halogeen-substitutieproducten van benzeen §187 mono-halogeenverbindingen van tolueen dihalogeen- substitutieproducten van tolueen
(nitro-verbindingen van benzeen en homologen)
§188 mono-nitro-verbindingen van benzeen (nitro-benzeen) dinitro-verbindingen van benzeen (para en ortho-dinitro-benzeen) tri-nitroverbindingen van benzeen poly-nitro verbindingen van tolueen en xyleen §189 halogeen- nitro-verbindingen van benzeen picrinezuur §190 nitroverbindingen met de nitrogroep in de zijketen: phenyl-nitro-methaan
(sulfo-zuren van benzeen en homologen)
§191 mono-sulfozuren van benzeen en homologen di-sulfozuren tri-sulfozuren substitutie van een kwikhoudende groep in de benzeenkern
(een en meerwaardige phenolen van benzeen en homologen)
§192 bereiding en eigenschappen van éénwaardige phenolen phenol of carbolzuur §193 kresolen of hydroxytoluenen paracresol thymol §194 aethers van phenol: diphenylaether, anisol §195 meerwaardige phenolen: pyrocatechol, guajacol, eugenol, safrol, resorcinol, pyrogallol, phloroglucinol §196 chinonen: eigenschappen en structuurbepaling ortho-benzochinon en para-benzochinon
§199 bereiding en eigenschappen van mono-amino-verbindingen primaire aminen: aniline secundaire aminen: diphenylamine tertiaire aminen: tri-phenylamine quaternaire basen §200 meerwaardige aminoverbindingen: diaminobenzeen ortho en para, meta, anilinezwart §201 aminen met de aminogroep in de zijketen: benzylamine, phenyl-aethyl-amine, tyramine, hordenine, adrenaline, ephedrine §202 in de kern gesubstitueerde anilinen: halogeen-substitutieproducten (patachlooracetanilide), nitranilinen §203 sulfozuren van aromatische aminen: para-amino-benzeen-sulfonzuur of sulfanilzuur amino-phenolen (phenacetine) §204 arseenverbindingen van aniline: arsacetine, salvarsan
(tussenproducten bij de reductie van nitroverbindingen)
§205 definitie en algemene bereiding van azoxyverbindingen, azoverbindingen, hydrazoverbindingen, aminoverbindingen (azoxybenzeen, p. hydroxyazobenzeen, azobenzeen,hydrazobenzeen, benziodine) §206 over electrolytische reductie in het bijzonder van de nitroverbindingen §207 diazonium-, diazo-, en azoverbindingen reactie van Griess structuur van de diazoniumverbindingen omzettingen van diazoniumverbindingen §208 vervanging der groep N2 door een substituent : 1° door hydroxyl 2° door alkoxyl 3° door waterstof 4° door chloor 5° door broom 6° door jood 7° door carbonitrilgroep (Gattermann) 8° door een zwavelhoudende groep 9° door een arseenhoudende groep §209 omzettingen van diazoniumverbindingen met nehoud van stikstofatomen: a) aromatischz hydrazinen §210 b) diazoverbindingen §211 c) azoverbindingen §212 chromophore groepen van Witt azokleurstoffen §213 basische azokleurstoffen §214 zure azokleurstoffen
§215 aromatische alcoholen benzylalcohol §216 aromatische aldehyden en derivaten benzaldehyde §217 gesubstitueerde aldehyden §218 aromatische ketonen en derivaten acetophenon en benzophenon §219 aromatische carbonitrilen
(aromatische carbonzuren en hun derivaten)
§220 monocarbonzuren van benzeen en homologen benzoëzuur §221 gesubstitueerde benzoëzuren halogeenzuren nitrobenzoëzuren sulfobenzoëzuren saccharine §222 aminobenzoëzuren anthranilzuur §223 monohydroxybenzoëzuren ortho-oxynenzoëzuur of salicylzuur galluszuur §224 looistoffen §225 aromatische monocarbonzuren met de carboxylgroep in de zijketen phenylazijnzuur amandelzuur tropazuur §226 dicarbonzuren van benzeen en homologen phtaalzuur meta-phtaalzuur terephtaalzuur
(aromatische verbindingen met onverzadigde zijketen)
§227 styreen of phenylaetheen §228 onverzadigde alcoholen kaneelalcohol onverzadigde aldehyden kaneelaldehyde §229 onverzadigde zuren kaneelzuur (synthese van Perkin) §230 onverzadigde monohydroxyzuren cumaarzuur en cumarinezuur
(plaatsbepaling van benzeenderivaten)
§231 gelijkwaardigheid van de zes waterstofatomen van benzeen §232 absolute plaatsbepaling §233 regels voor het verloop der substitutie in de benzeenkern regel van het behoud van het substitutietype van Holleman
(koolwaterstoffen met gecondenseerde benzeenringen)
§239 naphtaleen structuur van naphtaleen homologen van naphtaleen §240 substitutieproducten van naphtaleen halogeenpaphtalenen nitronaphtalenen (alpha en bèta naphtol) naphtaleensulfozuren (alpha en bèta- naphtaleensulfozuur) naphtylaminen (alpha en bèta naphtylamine) naphtochinonen (alpha en bèta naphtochinon §241 anthraceen structuur van anthraceen §242 substitutieproducten van anthraceen anthrachinon eigenschappen van anhrachinon alizarine structuur van alizarine eigenschappen van alizarine §243 phenanthreen en derivaten structuur van phenanthreen phenanthreenchinon rubreen
(over de aard der bindingskrachten in de moleculen van koolstofverbindingen toepassing van physische methoden voor structuurbepalingen)
§244 aard van de chemische bindingskrachten electronenformules §245 polaire moleculen en dipoolmomenten §246 over de afstanden tussen de atoomkernen in organische moleculen §247 berekening van de energiewaarden van atoombindingen uit verbrandingswarmten §248 over de grootte der hoeken tussen de bindingskrachten der atomen in organische moleculen §249 absorptiespectra §250 ramanspectra §251 ultraviolet absorptiespectrum §252 kleur en structuur
(stereochemie der stikstofatomen in organische moleculen)
§253 ruimtelijke verdeling der bindingskrachten en electronenformules §254 stereochemie der amine-oxyden §255 cis-trans isomerie bij oximen en diazoverbindingen §256 electonestructuur der nitroverbindingen
(alicyclische verbindingen cyclanen en derivaten - steroïden)
§257 definitie van cyclanen cyclopropaan cyclobutaan §258 cyclopentaan cyclohexaan §259 over het verband tussen het aantal koolstofatomen in de ring en de eigenschappen der cyclanen spanningstheorie van von Baeyer §260 enige derivaten der cyclanen derivaten van cyclopentaan (chaulmoograzuur, hydnocarpuszuur, auxines) derivaten van cyclohexaan (cyclohaxanol, ionon) §261 diëensynthesen van Diels en Alder §262 cyclische ketonen met een groot aantal atomen in de ring cibeton of cycloheptadekenon §263 terpenen en kamfersoorten terpenen monocyclische terpenen §264 derivaten van menthaan menthol menthon terpinol cineol onverzadigde derivaten van menthaan (terpineol) §265 menthaandiënen en derivaten limoneen carvon carvacrol §266 bicyclische terpenen thuyaan (sabineen) caraan (careen) pinaan (pinenen alpha en bèta) §267 kamphersoorten kamphaan kampher borneol kampherzuur §268 polyterpenen caoutchouc structuur van caoutchouc guttapercha §269 synthetische caoutchoucsoorten butadiëen isopreen neopreen §270 sterolen of sterinen cholesterol koprosterol galzuren cholzuur geslachtshormonen §271 structuur van cholesterol cholestanol structuur van koporosterol, cholzuur en cholaanzuur
(vitaminen en hormonen)
§272 historiek der vitaminen B-vitaminen vitamine C vitamine E D-vitaminen §273 omschrijving mannelijke geslachtshormonen vrouwelijke geslachtshormonen §274 carotenoïden lycopeen carotenen §275 vitamine A structuur van vitamine A
- Derde Deel «Heterocyclische Verbindingen»
§276 omschrijving en overzicht der heterocyclische vebindingen
(vijfringsystemen met één hetero-atoom in de ring)
§277 furaan en derivaten structuur van furaan eigenschappen van furaan §278 bereiding en eigenschappen van furfural furaancarbonzuur §279 thiopheen en derivaten bereiding en eigenschappen van thiopheen halogeenderivaten monojoodthiopheen thiopheensulfozuren 2- nitrothiopheen ketonen van thiopheen homologen van thiopheen §280 pyrrol en derivaten bereiding en physische eigenschappen van pyrrol structuur van pyrrol pyrrolidine chemische eigenschappen van pyrrol (halogeenderivaten, tetrajoodpyrrol, nitroverbindingen) 2-methylpyrrol pyrrol 2- carbonzuur 2,4 dimethyl-pyrrol §281 indol of benzopyrrol en derivaten bereiding en physische eigenschappen van indol structuur van indol isatine chemische eigenschappen van indol skatol §282 indigo en verwante kleurstoffen voorkomen en bereiding van indigo structuur van indigo (von Baeyer) technische bereiding van indigo indigowit indigoïden §283 carbazol of dibenzopyrrol bereiding en eigenschappen van carbazol §284 haemine en porphyrinen haemoglobine, haemochromogeen haemine haematine structuur van haemine (porphyrinen) porphine structuur van porphine pyrrometheen §285 bereiding van pyrromethenen aetioporphyrine beschrijving structuur van haemine §286 kleurstoffen van het bladgroen en de chlorophyllen eigenschappen en structuur der chlorophyllen phytol eigenschappen en structuur van phytol
(vijfringsystemen met twee hetero-atomen in de ring)
§287 overzicht der ringsystemen isoxazol oxazol thiazol pyrazol imidazol §288 pyrazol en derivaten bereidingswijze en structuur eigenschappen van pyrazol derivaten van pyrazol homologen van pyrazol pyrazolon antipyrine §289 imidazol en derivaten physische eigenschappen vanimidazol bereiding en structuur van imidazol derivaten van imidazol(histidine, histamine)
(zesringsystemen met één hetero-atoom in de ring)
§290 pyraanderivaten pyraanring (alpha en gamma pyraan) pyronen (alpha en gamma pyroon) derivaten van gamma-pyroon §291 benzopyraan derivaten benzopyronen (alpha en gammapyron of chromon) chromaan - vitamine E of α tocopherol §292 flavonen flavon structuur van flavon chrysine flavonolen xanthon of dibenzopyron §293 benzopyridoxoniumverbindingen flaviliumchloride §294 anthocyaninen en anthocyanidinen pelargonidinechloride cyanidinechloride delphinidine chloride §295 pyridine en derivaten bereiding van pyridine structuur van pyridine chemische eigenschappen van pyridine hydreringsproducten van pyridine piperidine of hexahydropyridine §296 overzicht van de homologen van pyridine picolinen of methylpyridinen lutidinen of dimethylpyridinen collidinen of trimethylpyridinen parvolinen of tetramethylpyridinen §297 plaatsbepaling van pyridine derivaten coniïne chinolinezuur §298 substitutieproducten van pyridine pyridinesulfozuren nitropyridinen halogeenpyridinen aminopyridinen hydroxypyridinen pyridinecarbonzuren (nicotinezuur of pyridine-3-carbonzuur, isonicotinezuur of pyridine-4 carbonzuur, nicotinezuuramide) vitamine B6 of adermine §299 condensatie van pyridinekern met een benzeenkern chinoline en isochinoline bereiding en eigenschappen van chinoline structuur van chinoline (synthese van Skraup, synthese van Döbner-Miller, synthese van Friedländer) hydreringsproducten van chinoline (tetrahydroline en decahydrochinoline) homologen van chinoline §300 gesubstitueerde chinolinen bereiding en eigenschappen van alpha- oxychinoline of carbostyril chinolinecarbonzuren cyanine en isocyanine kleurstoffen isochinoline §301 condensatie van pyridine met twee benzeenkernen of dibenzopyridinen lineaire condensatie (acridine) angulaire condensatie (phenanthridine) eigenschappen en structuur van acridine trypaflavine
(zesringsystemen met hetero-atomen in de ring)
§302 dibenzothiazine - thiazine kleurstoffen methyleenblauw §303 diazines pyridazine of 1,2 diazine pyrazine of 1.4 diazine pyrimidine of 1,3 diazine §304 chinoxalinen phenazinen safranine kleurstoffen §305 pyrimidinen en derivaten belang van pyrimidine verbindingen (purines, splitsingsproducten van nucleïnezuren, vitamine B1 en B2) vorming van barbituurzuur diaethylbarbituurzuur vorming van pyrimidine (synthese van Gabriel) thymine en cytosine §306 aneurine of bitamine B1 synthese van aneurine §307 purine of imidazolopyrimidine en derivaten ontdekking van urinezuur structuur van urinezuur en aanverwante verbindingen keto- en enolvorm van urinezuur synthese van urinezuur volgens Traube §308 bereiding en eigenschappen van purine hypoxanthine of 6-hydroxypurine xanthine of 2,6 dihydroxypurine theobromine of 3,7 dimethylxanthine caffeïne, coffeïne, theïne of 1,3,7 trimethylxanthine structuur van theobromine en caffeïne adenine of 6- aminopurine guanine of 2- amino 6- oxypurine §309 nucleosiden, mononucleotiden en polynucleotiden of nucleïne zuren §310 lactoflavine of vitamin B2 §311 waterstofoverdragende fermenten geel ademhalingsferment van Warburg structuur van het geel ademhalingsferment het coferment van Warburg
(alkaloïden)
§312 historiek der alkaloïden algemene eigenschappen §313 derivaten van aromatische aminen met een NH2-groep in de zijketen ephedrine mescaline §314 derivaten van pyrrolidine stachhydrine hygrine §315 derivaten van pyridine en piperidine coniumalkaloïden coniïne piperine structuur van piperine piperinezuur §316 alkaloïden met twee heterocyclische ringen alkaloïden van de tabaksplant nicotine en nornicotine eigenschappen van nicotine structuur van nicotine synthese van nicotine anabasine §317 alkaloïden met gecondenseerde ringsystemen verbindingen met gecondenseerde pyrrolidine- en piperidineringen hyoscyamine en atropine structuur van hyoscyamine en atropine structuur van tropine §318 coca-alkaloïden cocaïne ecgonine synthese van ecgonine cinnamylcocaïne tropacocaïne §319 alkaloïden met een chinolinering cinchona-alkaloïden chinine en cinchonine structuur van cinchonine en chinine eigenschappen en structuurbepaling van chinine §320 alkaloïden met een isochinolinering eigenschappen van papaverine structuur van papaverine laudanosine narcotine §321 phenanthreenalkaloïden morphine codeïne kleurreacties op morphine en codeïne structuur van morphine en codeïne thebaïne §322 carbolinealkaloïden harmaanalkaloïden harmine en harmaline §323 alkaloïden der strychnossoorten strychnine en brucine eigenschappen van strychnine structuur van strychnine eigenschappen van brucine
Zoals bij de cursusnota's van Govaert is er van een indeling in hoofdstukken geen sprake en bestaat de tekst uit een opeenvolging van genummerde paragrafen. Op te merken valt ook dat het deel "Heterocyclische Verbindingen" bij Govaert heel wat minder uitgebreid was (amper een tiental pagina's), terwijl dit gedeelte in de 13de editie ongeveer 140 pagina's omvatte. Voor mij een aanduiding dat, voor het opstellen van zijn cursus, Govaert een vroegere editie heeft gebruikt.
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.7 Organische Scheikunde met Firmin Govaert
Het tweede gedeelte van de leergang « Algemene Scheikunde » en wel het deel Organische Scheikunde werd in die jaren gedoceerd door Firmin Govaert, een hoogleraar, die diende les te geven aan een zeer heterogeen publiek, gaande van scheikundige ingenieurs tot bio-ingenieurs, van artsen en apothekers tot biologen, van chemici tot geologen..
Firmin Govaert (1) werd geboren te Gent op 18 december 1902. Hij deed zijn middelbare studies aan het Koninklijk Atheneum van Gent en zijn universitaire studies aan de Rijksuniversiteit van Gent. Hij werd in 1927 apotheker en in 1928 doctor in de wetenschappen, groep scheikunde. Bij KB van 30-12-1928 werd hij op 1 december benoemd tot assistent aan het Laboratorium voor Algemene en Toxicologische Scheikunde van Frederic Swarts en René Goubau. Op 1 oktober 1934 ontving hij het mandaat van geassocieerde van het NFWO.
Zijn academische carrière startte in 1931 met zijn benoeming tot werkleider (KB 9-01-1931). Gedurende de academiejaren 1933-1934, 1934-1935 en 1935-1936 suppleerde hij Professor Goubau voor de cursus « Algemene Organische Scheikunde » in het eerste en tweede licentiaat Scheikunde. In 1935 maakte hij aan de befaamde E.T.H. (Eidgenössige Technische Hochschule) te Zürich kennis met een andere component van de organische chemie, namelijk de natuurproducten. Na de oorlog zal hij trouwens samen met Maurice Verzele (2) het onderzoek naar de chemie van de hop opstarten, een onderzoek, dat de grenzen van deze materie grondig verlegde en een belangrijke invloed zal hebben op het brouwproces en de kwaliteit van het bier.
Na het vertrek van Professor Frederic Swarts (3) door de vernederlandsing van de Rijksuniversiteit van Gent kreeg Firmin Govaert een kans en zal hij samen met professoren Beyaert en Julien Hoste de organische synthese uitbouwen. Hij zal trouwens benoemd worden tot directeur-diensthoofd van het laboratorium voor organische scheikunde.
In 1936 werd hij benoemd (KB 01-06-1936) tot docent en belast met volgende leeropdracht:
1- Algemene Organische Scheikunde met praktische oefeningen (1ste en 2de licentiaat scheikunde)
2- Grondige cursus in de Algemene Organische Scheikunde (2de licentiaat scheikunde).
Bij KB 10-12-1938 werd hij verder belast met de cursus « Algemene Scheikunde (partim organische scheikunde) met praktische oefeningen » voor de 2de kandidatuur natuurwetenschappen, natuur-en geneeskundige wetenschappen en scheikundig ingenieur.
Na de oorlog op 14 april 1945, maar met ingang van 20 november 1940 werd hij bevorderd tot gewoon hoogleraar en zal hij ook aan de Rijkslandbouwhogeschool organische chemie doceren.
In 1956 werd hij van een gedeelte van zijn onderwijsopdracht ontlast, zodat op 1 januari 1959 zijn leeropdracht de volgende was:
2- « Grondige Cursus in de Algemene Organische Scheikunde » (2de licentiaat scheikunde)
Net zoals bij Prof. Moens was zijn cursus dus gericht op een zeer heterogeen publiek en dat bleek duidelijk uit de inhoud van zijn collegenotas, die ik verder zal bespreken.
Naast doceren en onderzoek vervulde Firmin Govaert ook een aantal bestuursfuncties. In 1949 werd hij benoemd tot beheerder van het universitair vermogen, een functie die hij waarnam, op een korte onderbreking van 1953-1958 na, tot aan zijn emeritaat. Van 1955 tot aan zijn emeritaat was hij afgevaardigde van de Faculteit Wetenschappen in de Raad van Beheer van de universiteit. Op 10 oktober 1967 werd hij toegelaten tot het emeritaat.
Hij werd op 10 oktober 1943 corresponderend lid van de Koninklijke Vlaamse Academie van België voor wetenschappen en kunsten, werkend lid op 17 september 1955 en erelid sinds 1972. Verder was hij lid van de Wetenschappelijke Commissie voor de Scheikunde in 1941, lid van de Wetenschappelijke Commissie van het Laboratorium van Tervuren, lid van het Nationaal Comité voor Zuivere en Toegepaste Wetenschappen en lid van de beheerraad van de Universitaire Stichting.
In 1939 was hij medestichter van de Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging. Hij ontving verschillende eretekens: Grootofficier in de Kroonorde, Commandeur in de Leopoldsorde, Burgerlijk Kruis Eerste Klasse, Herinneringsmedaille 1940-1945 en Laureaat van de Arbeid met Zilveren Eretekens. Hij overleed op 7 november 1993.
- het college van Firmin Govaert:
In tegenstelling met Zoël Eeckhaut, heeft een Firmin Govaert op mij geen speciale indruk nagelaten. Ik vond zijn college heel wat minder inspirerend en ik denk dat zijn tweedelige cursusnotas hiervoor verantwoordelijk waren. En ik heb het hier niet zozeer over de inhoud maar wel over de presentatie, die uiterst slecht was.
Aan zijn syllabus was geen inhoudstafel gehecht maar wel een soort bladaanwijzer, die absoluut noodzakelijk was. Zonder deze bladaanwijzer liep de student er immers totaal verloren bij. Als ik heden deze notas opnieuw doorblader, heb ik de indruk dat het hier eerder ging om studentennotas dan om "nota's" onder verantwoordelijkheid van de docent uitgegeven. Zowel typografie en indeling lieten te wensen over en het geheel werd hierdoor onoverzichtelijk.
Voor mijzelf had ik al in 1959 op basis van deze tekst een gedetailleerde inhoudstafel met hoofdstukken en paragrafen uitgewerkt, waardoor zowel de sterke als de zwakke punten van het college meer tot uiting kwamen. Het is deze gedetailleerde inhoud, waarbij de tekst zo nauwkeurig mogelijk gevolgd werd, maar nu tevens voorzien van enkele kanttekeningen (historische verwijzingen naar internetbronnen), die men hieronder terug kan vinden:
I- Syllabus « Acyclische Organische Scheikunde »
- Inleiding:
§1 ontstaan van de organische scheikunde §2 speciaal karakter der organische verbindingen: aantal organische verbindingen; verschil met minerale verbindingen: reactiesnelheid en katalyse §3 verband tussen organische chemie en andere wetenschappen: scheidingslijn met de biologische scheikunde of biochemie; relatie tot de physiologische scheikunde; relatie tot de pharmaceutische scheikunde ; belang voor industriële scheikunde
Hoofdstuk 1 « De Isomerie-leer »
§1 brutoformules; constitutie- of structuurformules; belang van structuurformules en voorbeeld C2H6O (alcohol en aether): structuur van alcoholmolecule en aethermolecule; soorten isomerie (metamerie, tautomerie, stereoïsomerie) §2 metamerie: keten- en plaats-isomeren §3 tautomerie: definitie; pseudomerie §4 stereo-isomerie: cis-trans isomerie; optische isomerie §5 bindingsvorm bij organische moleculen: electronen-formules §6 ionen- en atoombinding: valentiestreepje als aanduiding van een bindingsduplet of bindingselectronenpaar
§1 paraffinen of alkanen: algemene formule; homologe reeksen; mogelijke isomeren en vertakte ketens §2 nomenclatuur: gebruiksnamen; naamgeving bij vertakte ketens §3 physische eigenschappen der alkanen §4 synthesemethoden der alkanen (synthese van Würtz, synthese van Kolbe et.) §5 studie van methaan: bijzondere bereidingsmethodes; voorkomen in de natuur §6 chemische eigenschappen der alkanen: substitutiereacties §7 thermische ontbinding der hogere alkanen §8 aardolie of petroleum: soorten; fracties (petroleumaether, benzine, ligroïne, lampolie, mazout, paraffine, smeerolie en vaseline) §9 krakingsproces: definitie; thermisch procedé; catalytisch procedé §10 octaangetal: definitie; het gebruik van tetra-aethyl-lood §11 synthetische brandstof uit kolen (liquefactie van steenkolen): Bergius methode; Fischer en Tropsch methode §12 cycloparaffinen of verzadigde ringvormige koolwaterstoffen: bereidingsmethoden §13 vergelijking eigenschappen van cyclopropaan, cyclopentaan, cyclohexaan, cycloheptaan, cyclo-octaan; de koolstof tetraëder van van t Hoff §14 ringvorming: spanningstheorie van von Baeyer ter verklaring van het verschil in eigenschappen der cyclohexanen §15 beperkingen van de theorie van von Baeyer: bed (C)-) en stoel (Z-)vormen
§1 definitie en oorsprong van onverzadigde koolwaterstoffe §2 aethyleen structuur: mogelijke structuurformules; additiereacties; theorie der dubbele binding §3 cis-trans isomerie: argument voor de theorie der dubbele binding §4 nomenclatuur: oude benamingen (-yleen); nieuwe benamingen (-een) §5 bereidingsmethoden der alkenen §6 physische en chemische eigenschappen der alkenen: carbonium- en carbanium ion; additie van halogenen; additie van zuren (regel van Markownikoff en Kharasch effect); bereiding van Yperiet; additie van waterstof (catalytische hydrogenatie met Pd of Ni); oxydatie van alkenen (reactief van von Baeyer); ozonisatiemethode van Harries voor de plaatsbepaling der dubbele binding; polymerisatie van aethyleen; bereiding van alcoholen uit olefinen §7 acetyleen-koolwaterstoffen: bereiding van acetyleen §8 fysische eigenschappen van acetyleen §9 scheikundige eigenschappen van acetyleen §10 de dieen-verbindingen: algemene formule §11 butadieen, isopreen en dimethylbutadieen: bereiding en eigenschappen §12 resonantietheorie §13 caoutchouc: het onderzoek van Staudinger §14 kunstmatige caoutchouc of rubber: warmtecaoutchouc; koolzuurgummi; methylcaoutchouc; dupreen of neopreen; polysulfiderubber §15 terpenen: algemene formule; myrceen structuur; limoneen structuur; bornyleen structuur
Voor bepaalde moleculen kan men meerdere correcte Lewisstructuren opstellen, hoewel geen van die structuren volledig in overeenstemming is met de eigenschappen van die stof.
De werkelijke elektronendistributie ligt dan tussen de meerdere structuren in, die is een superpositie van de uiterste gevonden structuren.
Resonantie in chemische verbindingen zorgt voor een grote stabiliteit
§1 éénwaardige alcoholen: algemene bereidingswijzen §2 physische en scheikundige eigenschappen: waterstofbinding; reactie met alkali-metalen (alcoholaten); reactie met phosphorhalogeniden §3 onderscheid primaire, secundaire en tertiaire alcoholen: de omzetting tot het overeenkomstig nitroderivaat en de kleurreactie met salpeterigzuur §4 studie van methylalcohol §5 studie van aethylalcohol : bereiding via alcoholische gisting; bereiding van absolute alcohol (methode van Young) §6 hogere alcoholen: bereiding butyl-alcoholen §7 optische activiteit : enantiomorphe kristallen §8 optische stereo-isomerie als moleculaire eigenschap: spiegelbeeld-isomeren en theorie van van Hoff en Le Bel §9 poly-alcoholen: bereiding en eigenschappen van glycol §10 bereiding en eigenschappen van glycerine §11 cyclische paraffine-alcoholen: cyclopentanol, cyclohexanol, menthol §12 onverzadigde alcoholen: allylalcohol; aetherische oliën
§1 algemene eigenschappen van alkyl-mono-carbonzuren of vetzuren §2 studie van mierenzuur :bereiding; eigenschappen; toepassingen §3 studie van azijnzuur: bereiding (ijsazijn); eigenschappen; toepassingen §4 algemene bereidingsmethoden voor carbonzuren: oxydatie van een primair alcohol; Grignardse zuursynthese; nitrilesynthese §5 zuurchloriden: voornaamste verbindingen; bereidingswijzen; chemische eigenschappen en reacties §6 zuuranhydriden: definitie; bereiding; eigenschappen; azijnzuuranhydride (bereiding, eigenschappen, toepassingen); structuur van azijnzuur §7 vetzure esters: algemene formule; physische eigenschappen; toepassingen §8 bereiding van vetzure esters §9 eigenschappen van vetzure esters: reactie met water (verzeping), reactie met ammoniak (ammonolyse); reactie met alcoholen (ammonolyse); reductie tot alcoholen (procedé Bouvault-Blanc); reactie met organo-magnesium-verbindingen; condensatie van Claisen
§1 definitie van aldehyden en ketonen als tussenproducten tussen overeenkomstig alcohol en zuur (carbonylgroep): algemene bereidingswijzen; nomenclatuur; §2 algemene eigenschappen: additie-reacties van de carbonylgroep (hydrogenatie, additie van water, bisulfietreactie, additie van HCN, reactie met het Grignard reagens en toepassingen, aldolcondensatie en toepassingen) §3 algemene eigenschappen: substitutie-reacties (met NH3 urotropine-, met NH3 derivaten hydroxylamine, phenylhydrazine, semicarbazide-, met alcoholen acetalen-, met PCl5) §4 bijzondere eigenschappen der aldehyden: aldehyden als reducerende stoffen (reactie met ammoniakaal AgNO3, met Fehlings reagens); fuchsine kleurreactie; polymerisatie der aldehyden (paraldehyde en metaldehyde, trioxaan, paraformaldehyde of polyoxymethylenen); dismutatie van aldehyden: Cannizzaro-reactie §5 studie van formaldehyde: bereiding, eigenschappen, dimedon-reactie §6 studie van acetaldehyde: bereiding en eigenschappen §7 trichlooracetaldehyde of chloral: bereiding, eigenschappen, toepassingen §8 chloroform: bereiding, eigenschappen, toepassingen §9 jodoform-reactie §10 acroleïne of acrylaldehyde: bereiding, eigenschappen, polymerisatie van acroleïne §11 aceton: bereiding, eigenschappen, toepassingen §12 cyclopentanon en cyclohexanon
§1 algemene bereidingswijzen: overzicht derivaten van methaan §2 studie van tetrachloorkoolstof: bereiding, toepassingen §3 studie van chloroform: bereiding, toepassingen §4 studie van jodoform en freon §5 enkele aethaan-derivaten: aethyleen-chloride (bereiding); aethylideenchloride (bereiding); tetra-chloor-aethyleen (bereiding); acetyleen-tetrachloride (bereiding); polyhalogeenverbindingen van acetyleen
Hoofdstuk 11 « Structuurbepaling en Synthesen »
§1 probleemstelling van de chemische structuurbepaling §2 structuurbepaling van alcoholen §3 structuurbepaling van olefinen §4 voorbeelden van synthesen: synthese van een alcohol; synthese van glycerine; synthese van een koolwaterstof: voorbeelden; verlengen van een C-keten
Hoofdstuk 12 « Organische derivaten van Ammoniak: Amiden en Aminen »
§1 definitie en bereidingswijzen van amiden §2 physische eigenschappen van amiden: resonantie-vormen §3 scheikundige reacties van amiden: hydrolyse; reactie van Hofmann; reactie met HNO2; verhitten met P2O5 (vorming van nitrile) §4 definitie en soorten aminen en bereiding van aminen (door reactie van NH3 op een alkyl-halogenide, door de Hofmannse afbraak van amiden, door reductie van een nitrile, door reductie van een oxime of nitro-verbinding, door de methode van Gabriel) §5 scheikundige reacties van aminen: reactie met HNO2 (nitrosoderivaten); reactie met acetylerende reagentia (verschil tussen amiden en aminen) §6 onderscheid primaire, secundaire en tertiaire aminen §7 scheiding van aminen §8 enkele aminen: quaternaire ammonium-verbindingen; methyl-, dimethyl-, en trimethyl- amine (bereiding, voorkomen); putresceïne en cadaverine; choline §9 cyclische aminen of alkyleen- aminen (pyrrholidine, piperidine, piperazine)
§1 inleiding: overzicht van de voornaamste dicarbonzuren §2 studie van oxaalzuur: voorkomen, bereiding, scheikundige eigenschappen §3 studie van malonzuur: bereiding, eigenschappen §4 malonester-synthesen: beginsel; synthese van mono- en dicarbonzuren: bereiding van di-aethylmalonaat §5 studie van barnsteenzuur en glutaarzuur : bereiding, voorkomen, eigenschappen (ringsluiting: succinimide) §6 onverzadigde dicarbonzuren: fumaar- en maleïnezuur : bereiding, eigenschappen (cis-trans isomerie) §7 Diels-Alder reactie met maleïnezuuranhydride
§1 overzicht van de belangrijkste oxy-carbonzuren, bereiding en eigenschappen (lacton-vorming) §2 studie van melkzuur: bereiding, eigenschappen §3 studie van wijnsteenzuur: voorkomen, bereiding, toepassingen, de isomeren §4 scheiding van een racemisch mengsel in optische isomeren: biochemische methode ; chemische methode dia-stereo-isomeren-
§1 algemene bereiding van keto-carbonzuren §2 studie van pyrodruivenzuur: bereiding; eigenschappen §3 studie van acetylazijnzuur en acetylazijnzuurester §4 keto-enol isomerie bij acetylazijnzuurester en toepassing: de Claisencondensatie §5 chelaatvorming bij enolen §6 acetylazijnestersynthesen: keton en zuursplitsing
§1 overzicht der koolhydraten: mono-, di-, en polysacchariden; algemene bruto-formules §2 structuur der monosacchariden §3 studie van glucose §4 studie van fructose §5 enkele reacties der monosacchariden: Fehling, Schiff, osazonvorming, vorming van glucosiden §6 chemisch bewijs voor ringstructuur §7 structuur der di-sacchariden §8 studie van sucrose: bereiding en eigenschappen §9 studie van maltose §10 studie van lactose §11 algemene eigenschappen der poly-sacchariden §12 studie van zetmeel: afgeleide producten of dextrines §13 studie van glycogeen §14 studie van cellulose §15 cellulose-derivaten: hydraatcellulose; cellulose-esters; cellulose-nitraat; collodium; pyroxyline; cellulose-acetaat §16 cellulose-xanthogenaat - viscose kunstzijde
§1 omschrijving aromatische scheikunde: koolteer, samenstelling van koolteer §2 benzol of benzeen en benzolstructuur: het werk van Kékulé §3 aromatische eigenschappen: weerstand t.o.v. oxydatie; phenolen (verbindingen met één of meer OH-groepen) bezitten zure eigenschappen; amines kunnen gediazoteerd worden; substitutie-reacties i.p.v. additie-reacties (halogenatie, nitratie, sulfonatie, Friedel-Crafts reactie) §4 isomerie bij di- en trisubstituenten: absolute en relatieve plaatsbepaling der substituenten §5 homologen van benzol: toluol en xylenen (bereiding, toepassingen)
Hoofdstuk 20 « Oriënterende kracht der substituenten »
§1 vorming van ortho-, meta-, en para-isomeren §2 substituenten van eerste orde §3 substituenten van tweede orde
Hoofdstuk 21 « Arylsulfonzuren »
§1 betekenis en structuur van arylsulfonzuren §2 bereiding van arylsulfonzuren §3 eigenschappen van arylsulfonzuren (sulfochloriden, sulfonamiden) §3 para-toluol-sulfonamide (chlooramine T of activine)
§1 definitie en algemene bereiding van aromatische nitro-koolwaterstoffen §2 studie van nitro-benzol (bereiding, toepassingen) §3 studie van trinitro-toluol (bereiding, eigenschappen) §4 studie der nitro-chloor-benzolen (picrinezuur)
§1 overzicht der aromatische aminen en algemene eigenschappen §2 bereiding van aniline §3 scheikundige eigenschappen der aromatische aminen (carbylamine-reactie, reactie met HNO2 (diazonium-zouten), alkylatie met methyl-chloride of jodide, acylatie met azijnzuuranhydride antifebrine-) §3 bromeren van aniline §4 nitratie van aniline: bereiding van meta-, ortho- en para-nitraline §5 sulfonatie van aniline: sulfanilzuur §6 sulfanilamiden: bereiding, toepassingen §7 bereiding en eigenschappen van diphenylamine §8 bereiding en constitutie van diazonium-zouten §9 reacties der diazoniumzouten: a) omzettingen waarbij de diazogroep vervangen wordt door andere groepen of atomen onder vrijkomen van stikstof b) reacties waarbij de stikstof van de diazogroep in de molecule blijft §10 diazo-amino en azo-verbindingen
§1 definitie van heterocyclische verbindingen §2 pyrrol: bereiding (methode van Knorr), eigenschappen (vorming van pyrrolidine) §2 pyrazol en pyrazoline (antipyrine en pyramidon) §3 pyridine en piperidine: bereiding, eigenschappen §4 indol of benzopyrrol: voorkomen, bereiding (heterauxine) §5 chinoline en isochinoline (cyanine-kleurstoffen) §6 purine en derivaten: structuur van purine, structuur van urinezuur, nucleïnezuren en adenine en guanine, xanthine en hypoxanthine, cafeïne en theobromine
§1 definitie en bereiding van aminozuren: uit overeenkomstig monochloorcarbonzuur; methode van Gabriël; methode van Sörensen; methode van Curtius; behandelen van een aldehyde met NaCN en NH4Cl §2 eigenschappen van aminozuren: amphoteer karakter §3 aliphatische aminozuren §4 aminozuren met aromatische kern §5 zwavelhoudende aminozuren §6 thyroxine §7 histidine en histamine §8 peptonen en peptiden: aantonen van polypeptiden, definitie en bereiding van peptiden (Fischer) §9 proteïnen en prroteïden §10 eigenschappen der proteïnen §11 moleculair gewicht der proteïnen §12 constitutie der eiwitten §13 kleurreacties der proteïnen: biureetreactie; Hellers ringreactie; xanthoproteïnereactie; Millons reactie
§1 wat historiek: ontdekking van Perkin §2 wat is een gekleurde stof of kleurstof: chromophore groepen; auxochrome groepen §3 classificatie van kleurstoffen voor het verven van vezels (plantaardige vezels, dierlijke vezels, kunstzijde vezels, synthetische vezels): substantieve kleurstoffen; basische kleurstoffen; zure kleurstoffen; beitskleurstoffen; kuipkleurstoffen; zwavelkleurstoffen; pigmentkleurstoffen §4 scheikundige classificatie der kleurstoffen: azo- en tri-phenylmethaankleurstoffen; kleurstoffen afgeleid van phtaalzuuranhydride (fluoresceïne, eosine, mercurochroom, rhodaminen); anthrachinon- beits-kleurstoffen; indigoïde kleurstoffen; anthrachinon- kuip- kleurstoffen; zwavel houdende kleurstoffen
Hoofdstuk 39 « Kunstharsen »
§1 wat historiek over kunstharsen §2 nitro-celluloseharsen §3 cellulose-acetaat §4 galaliet §5 bakeliet §6 alkydharsen of esterpolymerisaten §7 aminoplasten §8 nylon §9 siliconen §10 vinylharsen §11 poly-vinylchloride en poly-vinylacetaat §12 vinyon §13 polychloorvinylacetaat §14 saran §15 orlon §16 polystyrol §17 poly-acryl- en poly-methacrylharsen §18 polytheen §19 poly- tetrafluor- aethyleen of teflon
Bij het aanduiden van de inhoud heb ik zoveel mogelijk rekening gehouden met de talloze aanvullingen, die een Govaert ons gedurende zijn lessen voorschotelde. De syllabi, die ik bewaard heb zijn immers doorspekt en doorweven met eigenhandig geschreven notities en aantekeningen, zoals deze toen door de docent werden aangegeven.
Vooral in het gedeelte "heterocyclische" (hoofdstuk 35) waren deze aanvullingen buitengewoon talrijk en mijn nota's waren blijkbaar niet volledig, zoals ik tot mijn schade heb mogen ervaren... Mijn eindexamen liep immers op een sisser uit en dit door een vraag over de "heterocyclische" (urinezuur), vraag, die ik maar voor een deel kon beantwoorden.
Ofschoon ik de twee andere examenvragen zeer naar behoren had weten te beantwoorden, zei hij mij dat het voorhem niet voldoende was, wat betekende dat hij mij een uitsluitingscijfer gaf. En hij voegde er aan toe dat ik voor ZIJN cursus dezelfde inspanningen moest leveren als voor die van professor Moens. Ik had de dag tevoren immers een zeer goed examen bij Moens afgelegd en als secretaris van de deliberatiecommissie was hij hiervan op de hoogte (de bekomen resultaten werden onmiddellijk doorgegeven aan de secretaris).
- korte bespreking van Govaert's « Cursus Organische Scheikunde »
Van waar Govaert de materie voor zijn cursus haalde, was mij in die jaren totaal onbekend. Zoals al gezegd gaven docenten in die tijd nooit hun referentiebronnen op. Enkele jaren later zal ik vaststellen dat zijn syllabi een samenvatting waren van Holleman's fameuze « Leerboek der Organische Chemie » en wel van de 12de druk (1932). Hoe ik in die jaren een "Holleman" heb kunnen mislopen, is en blijft voor mij nog altijd een raadsel. Het boek was in alle geval niet ter inzage in "mijn" boekhandel in de Walpoortstraat. De mogelijkheid bestaat echter, dat het boek in herdruk was en dus tijdelijk niet voorradig.
Was er over de inhoud van de cursusnota's niets aan te merken, dan kan hetzelfde niet gezegd worden over de presentatie. Een indeling in hoofdstukken, zoals hierboven aangegeven was niet aanwezig en dit was ook het geval in Holleman's leerboek (zie volgend cursiefje).
Deze cursusnota's waren een eindeloze en structuurloze aaneenschakeling van paragrafen, waarvan sommige moeilijk te begrijpen waren, tenminste als men niet de originele "Holleman" ter beschikking had. Mede door de vele aanvullingen werd het geheel nog meer onoverzichtelijk. Vele studenten hebben hierdoor een aversie ontwikkeld voor al wat naar wat organische scheikunde zweemde.
Deze aanvullingen waren echter wel noodzakelijk, want de syllabi dateerden blijkbaar nog van vóór WOII (vermoedelijk 1938, jaar van zijn aanstelling tot docent). Intussen had zich de heterocyclische chemie sterk ontwikkeld en deze laatste scheikunde was van zeer groot belang én voor farmaceuten én voor biologen. Maar in dit geval rijst dan de vraag waarom de lesgever geen addendum over de heterocyclische verbindingen, een derde syllabus, had opgesteld. Een dergelijk addendum was zeer wenselijk daar de heterocyclische chemie geen gemakkelijke materie is.
- nabeschouwingen
Zoals aangegeven mislukte ik in mijn eindexamen bij Govaert, met het gevolg dat ik mij in 1961 moest presenteren voor de Centrale Examencommissie.
(wordt voortgezet)
------------------------------------- (1) volgens de gegevens van het Liber Memorialis
§ 6.6 Anorganische Scheikunde met Boris Nekrassov
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.6 Anorganische Scheikunde met Boris Nekrassov
Zoals al herhaaldelijk gespecifieerd, een syllabus is geen leer- of studieboek en gedurende jaren heb ik vergeefs gezocht naar een monografie, die de leerstof bevat in het derde deel van de cursus van Eeckhaut (Beschrijvende Anorganische Scheikunde) op een analoge wijze behandelde en daarbij het luik industriële chemie evenzeer aan bod liet komen. Voorwaarden, die hierbij gesteld werden waren logischerwijze: primo niet té omvangrijk (ten hoogste 2 à 3 x de omvang van de overeenkomstige cursusnotas), secundo opgebouwd volgens het periodiek systeem en tertio geschikt voor beginnende bachelors.
Het was maar begin de jaren zeventig, dat ik Boris Nekrassovs « Chimie Minérale » ontdekte, monografie die volledig aan de gestelde eisen voldeed en bovendien recent experimenteel materiaal bevatte.
Van redelijke omvang (561 paginas) was dit werk opgebouwd rond het periodiek systeem wat uit een gedetailleerde inhoud blijkt:
Chapitre 1 « Introduction: Théorie atomique et moléculaire »
§1 évolution de la chimie: lalchimie, réforme de lalchimie (Paracelse et Agricola), théories de Boyle et de Stahl (phlogiston) §2 débuts de la chimie moderne: loi de la conservation de la matière (Lomonossov), travaux de Lavoisier, controverse entre Berthollet et Proust §3 atomes et molécules: travaux de Gay-Lussac, hypothèse dAvogadro (1811), travaux de Berzelius, travaux de Cannizzaro §4 masses moléculaires: détermination basée sur lhypothèse dAvogadro, formules de lhydrogène moléculaire, du chlore moléculaire, léquation de Clapeyron-Mendeleïev §5 masses atomiques: mesure des masses atomiques, la règle de Dulong et Petit, contribution de la classification périodique §6 formules et équations chimiques: quelques problèmes
Chapitre 2 « Air et Oxygène »
§1 air: composition, calcul de la densité du chlore par rapport à lair §2 gaz inertes ou gaz rares: découverte des gaz rares, propriétés physiques des gaz rares, formule moléculaire (monoatomique) §3 oxygène: répartition (atmosphère, écorce terrestre), propriétés physiques, préparation au laboratoire, obtention industrielle, la respiration des organismes vivants §4 ozone: découverte, propriétés physiques, préparation (ozoniseur), propriétés chimiques §5 principales classes des corps composés: métaux et métalloïdes, noms systématiques des oxydes, les bases et les acides §6 corps pures: loi de conservation des propriétés (Proust -1806-), détermination de la densité relative (pycnomètre, aréomètre), distillation
Chapitre 3 « Concepts fondamentaux de la structure interne de la matière »
§1 réalité des atomes et des molécules: la philosophie énergétique de Wilhelm Ostwald, la théorie de Jean Perrin (théorie cinétique des gaz) §2 complexité de la structure atomique: découverte de la radioactivité, découverte des électrons, modèle atomique de Thomson, modèle atomique de Rutherford (modèle planétaire -1911-), la chambre de Wilson §3 modèles atomiques: découverte des rayons X, la charge (Z) et la masse (A) du noyau, les isotopes, le modèle de Kossel §4 liaison de valence: la théorie de Lewis sur le doublet électronique, la théorie de Kossel §5 quelques types de molécules simples: la liaison ionique et la liaison covalente §6 forces intermoléculaires: les forces coulombiennes, les forces de dispersion (London, -1930-), les forces de van der Waals §7 structure des corps solides: le réseau cristallin, la structure métallique
Chapitre 4 « Hydrogène et Eau »
§1 hydrogène: répartition, préparation au laboratoire (appareil de Kipp), propriétés physiques (vitesse de diffusion), les propriétés chimiques (les hydrures), lhydrogène naissant (le chalumeau à hydrogène atomique) §2 atome dhydrogène: contradictions du modèle planétaire de Rutherford (instabilité selon les lois de lélectrodynamique, spectres continus au lieu de spectres discontinus), la théorie des quanta de Planck, les orbites électroniques possibles de latome hydrogène selon Sommerfeld, les couches électroniques des atomes et le modèle atomique de Bohr-Sommerfeld , §3 équilibre chimique: vitesse de réaction, loi daction des masses (Guldberg et Waage -1867-), influence de la température, lénergie dactivation, léquilibre chimique est un équilibre dynamique, constante déquilibre, principe de déplacement des équilibres selon Le Chatelier (1884) §4 leau: répartition et quantités, purification des eaux fluviales, purification par distillation, la molécule deau et son dipôle, leau liquide et sa structure, propriétés de leau liquide, , la glace, létat de surfusion, le diagramme de leau §5 peroxyde dhydrogène (eau oxygénée): calcul de la chaleur de formation avec la loi de Hess (1840), structure spatiale de la molécule H2O2 , propriétés chimiques du peroxyde dhydrogène, les applications
Chapitre 5 « Solutions »
§1 systèmes dispersés: définition et types, solutions moléculaires, solutions colloïdales, suspensions et émulsions §2 solutions moléculaires: chaleur de dilution, hydrates ou solvates, théorie chimique de Mendeleïev, concentration des solutions, la règle des mélanges, solubilité des gaz (loi de Henry, solubilité des liquides (cas de lalcool), solubilité des solides §3 propriétés des solutions: losmose , baisse de la tension de vapeur, la déliquescence, labaissement du point de congélation §4 hypothèse de lionisation: lois des solutions diluées (Raoult Van t Hoff -1886-), lhypothèse de lionisation dArrhenius (1887) §5 dissociation électrolytique: définition délectrolyte, le degré de dissociation, électrolytes forts et faibles, loi de dilution dOstwald, produit ionique de leau, pH ou puissance dhydrogène, les indicateurs §6 réactions ioniques: loi de la formation des corps faiblement dissociés §7 hydrolyse: définition, cas de base forte et acide faible, cas de base faible et acide fort, cas de base faible et acide faible §8 chimie et courant électrique: les réactions de déplacement, transfert délectrons, série des potentiels, les électrodes
Chapitre 6 « Classification périodique des éléments »
§1 travaux de Mendeleïev: la théorie de Dalton, les travaux de Döbereiner, la première publication de Mendeleïev et la classification selon le poids atomique (1869), découverte du Gallium, découverte du scandium, découverte du Germanium (1869) §2 évolution de la loi périodique: découverte de lArgon (1893), travaux et loi de Moseley (1912): le numéro atomique, signification du numéro atomique, classification périodique selon Werner §3 structure de la classification périodique: classification en périodes et en groupes de Mendeleïev, le principe dexclusion de Pauli §4 éléments iso-électroniques: définition, lanalogie structurale
Chapitre 7 « Groupe VII de la classification périodique »
§1 fluor: répartition, préparation, formule moléculaire, réactions avec les métaux, réactions avec des éléments non métalliques (phosphore et soufre), réactions avec les oxydes (H2O), formation de F2O, réaction avec lhydrogène (acide fluorhydrique), obtention industrielle de HF, propriétés chimiques de HF §2 chlore: répartition dans la nature, obtention industrielle du chlore, obtention au laboratoire, réaction avec le fluor, réaction avec lhydrogène (rôle de la lumière UV, du chauffage), les synthèses industrielles de HCl, propriétés de lacide chlorhydrique, les composés oxygénés, préparation et propriétés de lacide hypochloreux, eau de Javel, le chlorure de chaux, dismutations de lacide hypochloreux, lacide chlorique et les chlorates, lacide chloreux et les chlorites, lacide perchlorique et lanhydride perchlorique, les formules des quatre acides §3 adsorption: définition, préparation du charbon actif, applications §4 sous-groupe du brome: répartition du brome et de liode, production industrielle du brome et de liode, propriétés physiques du brome et de liode, préparation et propriétés chimiques de bromure et de iodure dhydrogène, les acides hypo-bromeux et hypo-iodeux, lacide bromique et lacide iodique, lacide periodique §5 réactions doxydation et de réduction: les deux groupes de réactions de la chimie minérale, les réactions de déplacement, les réactions doxydo-réductions, les règles pour équilibrer les équations doxydo-réductions (exemples et exercices) §6 sous-groupe du manganèse (technétium, rhénium, manganèse): répartition du rhénium et du manganèse, préparation du rhénium et du manganèse métalliques, propriétés du manganèse et du rhénium métalliques, les composés oxygénés de manganèse
Chapitre 8 « Groupe VI de la classification périodique »
§1 soufre: répartition et consommation, purification du soufre brut, formes allotropiques du soufre, fusion du soufre, action physiologique, préparation et propriétés du sulfure dhydrogène, les polysulfures, les halogénures du soufre, préparation et propriétés de lanhydride sulfureux, les sulfites et les hydrogénosulfites (formules), calcination des sulfites, préparation des acides polythioniques, lacide dithionique, lacide thiosulfurique et les thiosulfates (formules), propriétés des thiosulfates, formation et propriétés du chlorure de sulfuryle (formule), préparation de lacide chloro-sulfonique, réaction de lanhydride sulfureux avec loxygène, obtention industrielle de lacide sulfurique (procédé des chambres de plomb, préparation de lacide di-sulfurique et des di-sulfates, préparation et propriétés de lacide peroxosulfurique §2 catalyse: définition de la catalyse, la théorie des combinaisons intermédiaires, la catalyse hétérogène, les poisons catalytiques §3 sous-groupe du sélénium (sélénium, tellure et polonium): répartition du sélénium et tellure, extraction des résidus industriels, formes allotropiques du Se et du Te, propriétés chimiques du sélénium et du tellure, préparation et propriétés de séléniure et de tellurure dhydrogène, lacide sélénieux et lacide tellureux, lacide sélénique et lacide tellurique §4 sous-groupe du chrome (chrome, molybdène, tungstène): répartition dans lécorce terrestre et minerais, obtention et propriétés des métaux, propriétés chimiques et réactions avec les acides, lacide chromique et les chromates, lacide molybdénique et les molybdates, lacide wolframique et les wolframates, le chlorure de chromyle, lacide dichromique et les dichromates, les iso-polyacides, les combinaisons peroxydés
Chapitre 9 «Groupe V de la classification périodique »
§1 azote: répartition, préparation de lazote au laboratoire, propriétés et usage de lazote, la synthèse de lammoniac à partir de lazote et de lhydrogène, le procédé de la cyanamide, structure et propriétés de lammoniac, le radical ammonium et les sels dammonium, préparation et propriétés de lammoniaque commerciale, les réactions de substitution dhydrogène et les nitrures, amidures et imidures, lhydroxylamine et lhydrazine, lazoture dhydrogène (structure) §2 complexation: définition et formation des complexes, les complexes de NH3 §3 composés oxygénés de lazote: préparation et propriétés de lhémioxyde dazote, préparation et propriétés de loxyde dazote (les réactions avec Cl2 , avec O2 , formation de dimères), préparation et propriétés de dioxyde dazote (formation de hémitetroxyde dazote), préparation et propriétés du sesquioxyde dazote, lacide nitrique et l(acide nitreux (structures), obtention industrielle de lacide nitrique(le procédé catalytique, le procédé à larc électrique, le procédé au salpêtre), propriétés de lacide nitrique, lacide régale, comparaison entre les nitrates et les nitrites §4 phosphore: répartition, obtention et formes allotropiques (phosphore blanc, phosphore rouge, phosphore noire), les phosphures des métaux, obtention et propriétés du phosphure dhydrogène, préparation et propriétés de lacide hypophosphoreux et les hypophosphites, réaction du phosphore avec loxygène (formation de lanhydride phosphoreux et de lanhydride phosphorique), propriétés de lacide phosphoreux et des phosphites (structures), propriétés de lacide phosphorique et les phosphates, les acides méta- et pyrophosphoriques, solubilité des phosphates (di-hydrogéno- et mono-hydrogéno-phosphates), les combinaisons halogénées (trichlorure et penta-chlorure de phosphore, loxychlorure de phosphore) §5 sous-groupe de larsenic (arsenic, antimoine, bismuth): répartition et minerais, obtention des éléments à partir des minerais, les formes allotropiques, formation des oxydes, combinaisons avec les métaux (arséniures, antimoniures et bismuthures), préparation et propriétés des combinaisons avec lhydrogène (arséniure dhydrogène, antimoniure dhydrogène), la détection de larsenic, les propriétés des hydroxydes (lacide arsénieux, lacide antimonieux), les acides méta-arsénieux et lacide antimonieux, préparation et propriétés de lanhydride arsénique et de lanhydride antimonique, les bismuthates, propriétés des sulfures de As, Sb, Bi (thioarsénites et thioarséniates), formation et propriétés des chlorures de As, Sb, Bi, §6 sous-groupe du vanadium (vanadium, niobium, tantale): répartition dans la nature et minerais, obtention et propriétés des métaux, comportement par rapport aux acides, les dérivés de vanadium (anhydride vanadique, vanadates), les dérivés de niobium et tantale (niobates et tantalates)
Chapitre 10 «Groupe IV de la classification périodique »
§1 carbone: répartition dans la nature, les corps simples et formes allotropiques (diamant, graphite, carbone amorphe), le dioxyde de carbone et lacide carbonique, propriétés de lacide carbonique et les carbonates, formation et préparation de loxyde de carbone, propriétés de loxyde de carbone (réactions daddition, propriétés réductrices), le gaz de gazogène et le gaz à leau), formation de phosgène, les métaux carbonyles, le sulfure de carbone et loxysulfure de carbone, lacide cyanhydrique ou prussique et les cyanures, le cyanogène, le cyanate et lacide fulminique, lacide thiocyanique, le tétrachlorure de carbone et les fréons, obtention et propriétés du méthane (la flamme), préparation et propriétés des carbures (formation de lacétylène) §2 composés organiques: les dérivés acycliques, les dérivés cycliques §3 silicium: répartition dans lécorce terrestre, obtention du silicium élémentaire, propriétés du silicium élémentaire (formation des siliciures avec des métaux), répartition du dioxyde de silicium ou de la silice, propriétés de la silice, formation et propriétés de lacide silicique, les silicates simples et complexes, les silicates artificiels (les verres), les dérivés halogénés du silicium, lacide fluosilicique et les fluosilicates (applications), le carbure de silicium ou carborundum, les silanes §4 colloïdes: les dispersions colloïdales ou sols, types de sols, les gels §5 sous-groupe du germanium (germanium, étain, plomb): répartition dans lécorce terrestre et minerais, obtention et propriétés des métaux, action de loxygène atmosphérique, comportement vis-à-vis des acides et des bases, les oxydes et les hydroxydes, les accumulateurs de plomb, les sulfures de Ge, de Pb et de Sn §6 sous-groupe du titane (titane, zirconium et hafnium): répartition dans lécorce terrestre et les minerais, propriétés physiques des métaux, comportement des métaux vis-à-vis leau et loxygène atmosphérique, les dérivés du titane, du zirconium, les sulfures, carbures et halogénures du titane, zirconium et hafnium
Chapitre 11 «Groupe III de la classification périodique »
§1 bore: répartition dans lécorce terrestre et minerais, obtention du bore élémentaire, réactivité du bore à haute température (formation des borures, réactions avec loxygène, lacide nitrique), lanhydride borique et lacide borique, lacide méta-borique et lacide tétra-borique, les acides poly-boriques, le sulfure de bore, le carbure de bore, les halogénures de bore et lacide tétra- fluoro-borique, les boranes §2 aluminium: répartition dans la nature et les minerais, obtention et propriétés de laluminium, les alliages, réaction avec loxygène, comportement vis-à-vis des acides et des acides,, loxyde et lhydroxyde daluminium (aluminates), les halogénures daluminium, le sulfate daluminium, lacétate daluminium, le carbure daluminium §3 analyse physico-chimique: la vitesse de refroidissement et les courbes de refroidissement (thermographie), les diagrammes des systèmes binaires, la métallographie §4 sous-groupe du gallium (gallium, indium, thallium): répartition et obtention à partir de minerais métallifères, propriétés physiques des métaux, les oxydes et les hydroxydes §5 sous-groupe du scandium (scandium, yttrium, lanthane, lactinium): répartition dans la croûte terrestre et minerais, les oxydes et les hydroxydes §6 série des lanthanides: Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu §7 série des actinides: Th, Pa, U, Np, Am, Cm; Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr
Chapitre 12 «Groupe II de la classification périodique »
§1 béryllium et magnésium: répartition dans la nature et minerais, obtention et propriétés physiques de béryllium et magnésium, les oxydes et les hydroxydes (béryllates) §2 cristaux: définition, lanisotropie des cristaux, étude de la structure cristalline (maille cristalline), le polymorphisme §3 métaux alcalino-terreux (calcium, strontium, barium, radium): répartition dans la nature et minerais, les oxydes et les hydroxydes, les halogénures, les les nitrates et les sulfates, les carbonates, la chaux et le ciment, la dureté de leau §4 sous-groupe du zinc (zinc, cadmium, mercure): répartition et minerais, obtention et purification du zinc, du cadmium et du mercure, propriétés physiques des métaux, réaction avec loxygène, réaction avec les acides, les oxydes et les hydroxydes du zinc et du cadmium et du mercure, les halogénures et les cyanures, la formation des complexes avec lammoniac (détection de lammoniac), les dérivés mercuro et leurs propriétés
Chapitre 13 « Groupe I de la classification périodique »
§1 métaux alcalins (lithium, natrium, kalium, rubidium, césium, francium): répartition dans la nature et minerais, obtention et propriétés physiques du lithium, sodium et potassium, réaction avec leau et lair, réaction avec le chlore, avec liode, les oxydes et les sulfures et les peroxydes, les hydroxydes, obtention de lhydroxyde de sodium (caustification), les sels halogénés, les nitrates et les carbonates (procédé à lammoniac ou procédé Solvay, le procédé Leblanc), obtention et propriétés des sulfates §2 sous-groupe du cuivre (cuivre, argent, or): répartition dans la nature et minerais, obtention et propriétés physiques des métaux (les alliages), lactivité chimique en général, réaction avec les halogènes,, réaction avec les acides (eau régale), complexation avec lammoniac, la photographie §3 complexes: théorie de Werner, complexes homogènes et complexes hétérogènes, exemples avec lion Pt4+ , Cr3+ , Co3+ .
Chapitre 14 « Groupe VIII de la classification périodique »
§1 triade de fer (fer, cobalt, nickel): répartition et minerais, obtention du fer, cobalt et nickel (haut fourneau), les aciers (la fonte, le fer malléable, les aciers spéciaux), obtention des métaux purs, réactivité avec loxygène, le soufre, les halogènes, la corrosion, les oxydes et les hydroxydes, les complexes hydratés et les complexes dammoniac §2 métaux de la mine de platine (ruthénium, rhodium, palladium, osmium, iridium, platine): mine de platine, propriétés physiques des métaux (aptitude de fixer lhydrogène), activité chimique en général, les complexes avec le palladium et le platine, les hydroxydes de rhodium et diridium, les dioxydes et les complexes, lacide osmique et lacide ruthénique, obtention du platine colloïdal et la catalyse §3 revue finale des éléments: propriétés périodiques et non périodiques des éléments
Chapitre 15 « Noyau atomique »
§1 radioactivité naturelle: procédés détude (procédé à scintillation, procédé à la plaque photographique, procédé de la chambre de Wilson, procédé du compteur par ionisation Geiger-Müller-), propriétés des rayons alpha, propriétés des rayons béta, propriétés des rayons gamma, étude de la désintégration et les séries §2 isotopes: découverte de la loi de déplacement, la spectrographie de masse, les isotopes dhydrogène (deutérium et tritium), les isotopes des éléments impairs, les isotopes des éléments pairs, précision de la notion d«élément chimique» et la notion d «isobares» §3 constitution des noyaux atomiques: les unités structurales simples (électron, proton, neutron, positon, hélion, deuton), le neutrino et le photon, les nucléons, les forces nucléaires §4 transmutation des éléments: la première transmutation artificielle causée par les particules alpha (Rutherford, -1919-), l utilisation de la chambre de Wilson, transmutations artificielles causées par des particules chargées (protons, deutons, hélions), le cyclotron de Lawrence (1932), quelques exemples, transmutations artificielles causées par les neutrons rapides §5 radioactivité artificielle: découverte de la radioactivité artificielle (Irène Curie et Frédéric Joliot -1932-), propriétés des isotopes radioactifs artificiels: les radioéléments, quelques exemples, §6 fission des noyaux: énergie libérée lors de la transmutation artificielle, un nouveau type de réaction nucléaire, théorie de la fission (théorie de la goutte chargée), la fission de luranium 235, la bombe atomique, le réacteur nucléaire §7 phénomènes thermonucléaires: lénergie solaire, principe de la bombe H
- bespreking van Boris Nekrassov's « Chimie Minérale »
§ 6.5 Holleman's Leerboek der Anorganische Chemie
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§6.5 Holleman's Leerboek der Anorganische Chemie
In 1898 verscheen bij Wolters een leerboek over anorganische chemie van de hand van een zeker Arnold Frederick Holleman (1), getiteld « Leerboek der Anorganische Chemie ». Dit leerboek zal heel snel tot de wereldliteratuur behoren, omdat dit werk voor het eerst de stellingen van een van t Hoff, van een Arrhenius, van een Ostwald in één begrijpelijk en samenhangend geheel probeerde samen te vatten en er duidelijk nood was aan een dergelijke monografie.
In 1900 verscheen aldus een Duitse vertaling van het boek met als titel « Lehrbuch der anorganischen Chemie » en in 1902 een Engelse vertaling « A Textbook of Inorganic Chemistry ». Het boek werd ook in het Frans en in het Russisch vertaald, wat in ogenschouw genomen het internationaal politiek klimaat van die tijd zeer merkwaardig was.
In het Voorwoord van de Engelse versie (2) schreef Holleman:
...When the original Dutch edition of this book appeared in 1898, no text-book of inorganic chemistry existed in which the modern views, introduced in this science by van 't Hoff, Ostwald, Arrhenius, and others, were sufficiently regarded. As I wanted such a book as a guide for my lectures, I undertook to write one. It was my aim to use these modern theories as a basis, applying them constantly for the explanation of the facts communicated, and so illustrating these theories at the same time by many examples. In order to accomplish this in the most practical way, I judged it best to insert in suitable places short theoretical chapter a to which reference could thereafter be made.
In 1900 a German edition of this book appeared; and now the book is rendered into English by the painstaking work of Dr. Cooper. This translation is based on the original Dutch edition as well as on Dr. Manchot's German version of it; however, the book, as it stands, is completely revised and supplied with many additions by the author. I am indebted to Dr. Cooper also for a number of improvements especially adapting the book to the use of American and English students...
Arnold Frederik Holleman (1859-1953) was achtereenvolgens hoogleraar aan de Universiteiten van Groningen en van Amsterdam. Aan de Universiteit van Groningen was hij belast met de colleges "Anorganische Chemie" en "Organische Chemie", aan de Universiteit van Amsterdam uitsluitend met het college "Organische Chemie". Daarenboven had hij in Amsterdam een laboratorium ter zijner beschikking, uiteindelijk de reden waarom hij deze Universiteit verkoos. Over deze voor Nederland zeer belangrijke chemicus zal in het nog in een volgend cursiefje (§6.8) hebben.
Van de oorspronkelijke Nederlandse versie van het « Leerboek der Anorganische Chemie » verschenen er voor zover ik heb kunnen nagaan- in totaal 17 herdrukken of herwerkte edities: 1ste druk 1898, 2de 1902, 3de 1906, 4de 1911, 5de 1915, 6de 1918, 7de 1920, 8ste 1924, 9de herwerkte herdruk 1928, 10de herwerkte herdruk 1932, 11de herwerkte herdruk 1947, 12de herwerkte herdruk 1942, 13de 1944, 14de 1947, 15de 1949, 16de 1953 en 17de 1959. Vanaf 1928 zal Ernst Hendrik Büchner, de redactie van het werk op zich nemen en vanaf de 9de editie is het dus aangewezen te spreken van de « Holleman-Büchner ». Voornoemde Ernst Herman Büchner (1880-1967) was eerst lector en later hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam en is niet te verwarren met de Ernst Büchner (1850-1925), uitvinder van de bekende Büchnertrechter (3).
De Duitse versie van Hollemans leerboek heeft, door toedoen van Egon en later Nils Wiberg (4) , sinds 1943, een eigen weg gevolgd, en is uitgegroeid tot een encyclopedisch standaardwerk en staat bekend als Holleman- Wibergs « Lehrbuch der anorganische Chemie ». De Holleman-Wiberg is nu aan zijn 102de herdruk toe en telt meer dan 2000 paginas en is natuurlijk niet langer als een leerboek te beschouwen maar wel als een naslagwerk. Zelf heb ik in mijn bibliotheek de 91ste herdruk, die maar liefst 1481 paginas telt en die dateert van 1984.
In tegenstelling met de Nederlandse versie is de Holleman-Wiberg netjes ingedeeld (5) en worden de elementen behandeld volgens dat ze behoren tot een hoofd- of nevengroep. De indeling van Eeckhauts « Beschrijvende Anorganische Scheikunde » stemt precies overeen met de algemene indeling van de Holleman-Wiberg. Eerst is er de bespreking van de elementen van de hoofdgroepen en vervolgens de bespreking van de elementen der nevengroepen. Ik vermoed dat hij van de 34ste herdruk die 661 paginas (1955) heeft gebruik gemaakt. Dat een Eeckhaut beroep heeft gedaan op de Duitse versie wordt ook aangetoond door het feit dat hij in zijn syllabus, naast de Nederlandse benaming van de producten, ook de Duitse benaming vermeldt.
De Nederlandse versie, de zogenaamde Holleman-Büchner heeft geen eigenlijke inhoudstafel maar wel een soort bladwijzer. Het werk bevat 327 paragrafen met volgende onderwerpen (de in vetjes gedrukte nummers staan in betrekking met de Theoretische Scheikunde):
§1 wat zijn natuurwetenschappen? §2 indeling der natuurwetenschappen §3 beschrijving der verschijnselen: andere indeling der natuurwetenschappen §4 standvastigheid der natuurverschijnselen §5 verklaringen, theorieën en hypothesen §6 physische en chemische en chemische verschijnselen §7 gebruikelijke chemische bewerkingen: het oplossen, scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen (filtratie, decanteren, kristallisatie, distillatie §8 wat zijn elementen?
§9 bereiding van zuurstof §10 chemische eigenschappen van zuurstof §11 bereiding van waterstof §12 physische eigenschappen van waterstof §13 chemische eigenschappen van waterstof §14 Onvernietigbaarheid van de stof (Lavoisier) §15 water is geen element §16 physische eigenschappen van water §17 de natuurlijke wateren §18 ontleding en samenstelling van water §19 constante samenstelling van water §20 verbindingen en mengsels verschijnselen die zich bij het tot stand komen of ontleden van een verbinding voordoen (calorisch effect, verwantschap of affiniteit van stoffen) §21 verklaring van de constante samenstelling der verbindingen atoomtheorie- §22 chemische symbolen §23 stoechiometrische berekeningen §24 het atoomgewicht der elementen
§25 bereiding van chloor §26 physische eigenschappen van chloor §27 chemische eigenschappen van chloor §28 bereiding van chloorwaterstof §29 physische eigenschappen van chloorwaterstof §30 definitie van zouten §31 samenstelling van chloorwaterstof wetten van Gay-Lussac en van Avogadro §32 gevolgen van Avogadros hypothese §33 regels ter bepaling van het moleculair en van het atoomgewicht §34 over het werkelijk bestaan der moleculen en atomen en over hun absoluut gewicht
§35 bereiding, physische en chemische eigenschappen van ozon §36 bereiding, physische en chemische eigenschappen van waterstofperoxyde samenstelling §37 moleculair gewicht uit de vriespuntsverlaging en de kookpuntsverhoging §38 wetten van de osmotische druk (Pfeffer, vant Hoff) §39 wet van Avogadro voor verdunde oplossingen §40 experimentele vriespuntsverlaging en kookpuntsverhoging §41 isotonische oplossingen §42 dampdrukwet van Raoult en moleculaire kookpuntsverhoging en vriespuntsverlaging
§43 voorkomen en bereiding van bromium physische en chemische eigenschappen §44 bereiding, physische en chemische eigenschappen van broomwaterstof §45 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van jodium §46 bereiding, physische en chemische eigenschappen van joodwaterstof §47 dissociatie van moleculen omkeerbare reacties reactiesnelheid wet der massawerking §48 differentiaal-vergelijkingen voor mono- en bimoleculaire reacties §49 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van fluor §50 bereiding, physische en chemische eigenschappen van fluorwaterstof het etsen van glas §51 verbindingen der halogenen onderling §52 zuurstofverbindingen der halogenen §53 fluormonoxyde §54 chloor monoxyde §55 onderchlorigzuur §56 chloordioxyde §57 chlorigzuur §58 chloorzuur §59 chloorhexoxyde §60 overchloorzuur en chloorheptoxyde §61 oxyzuren van bromium §62 oxyzuren van jodium §63 nomenclatuur der halogeen-oxyzuren §64 overzicht der halogeengroep §65 elektrolytische dissociatie §66 verdunningswet van Ostwald theorie van Arrhenius
§67 voorkomen, bereiding, physische eigenschappen van zwavel §68 allotropie bij zwavel §69 chemische eigenschappen van zwavel §70 overgangspunt tussen phasen §71 phasenregel van Gibbs voorbeelden §72 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van zwavelwaterstof §73 gebruik van zwavelwaterstof in de analyse §74 waterstofsupersulfiden §75 verbindingen van zwavel met de halogenen: chloorzwavel, zwaveldichloride.. §76 het begrip valentie
§77 zwaveligzuuranhydride of zwaveldioxyde §78 zwavelzuuranhydride of zwaveltrioxyde - fotochemie §79 physische eigenschappen van zwaveltrioxyde §80 overzicht zuurstofzuren van zwavel §81 thiozwavelzuur §82 onderzwaveligzuur §83 zwaveligzuur §84 zwavelzuur §85 technische bereiding van zwavelzuur door loden-kamer-proces §86 technische bereiding door contactmethode §87 physische en chemische eigenschappen van zwavelzuur §88 toepassingen van zwavelzuur §89 chloriden van zwavelzuur: chloorsulfonzuur §90 chloriden van zwavelzuur: sulfurylchloride §91 overzwavelzuur §92 polythionzuren en onderzwavelzuur §93 titreeranalyse en jodometrie §94 selenium: voorkomen, eigenschappen en verbindingen §95 tellurium: voorkomen, bereiding, verbindingen §96 overzicht der zuurstofgroep
§97 thermochemie §98 bepaling van het calorisch effect §99 wet van Hess §100 andere wetten door Hess ontdekt §101 over de chemische verwantschap of affiniteit §102 de verplaatsing van het evenwicht regel van Le Chatelier §103 beginsel van van t Hoff §104 snelheid der reacties en de activering der moleculen
§105 voorkomen en bereiding van stikstof §106 physische en chemische eigenschappen van stikstof §107 dampkringslucht §108 analyse van lucht §109 samenstelling van lucht kringloop van zuurstof kringloop van stikstof vloeibaar maken van lucht §110 verbindingen van stikstof en waterstof: ammoniak §111 hydrazine of diamide §112 stikstofwaterstofzuur §113 verbindingen van stikstof met de halogenen: stikstoffluoride, chloorstikstof, joodstikstof §114 hydroxylamine §115 verbindingen van stikstof met zuurstof: stikstofoxydule §116 stikstofdioxyde §117 salpeterigzuuranhydride §118 stikstof-dioxyde en -tetroxyde §119 stikstof pentoxyde §120 zuren afgeleid van stikstof: overzicht §121 ondersalpeterigzuur §122 salpeterigzuur en nitrieten §123 bereiding van salpeterzuur §124 physische en chemische eigenschappen van salpeterzuur §125 oversalpeterzuur §126 derivaten der stikstofzuren: nitrosylzwavelzuur §127 nitrosylchloride §128 enkele andere stikstofverbindingen: zwavelstikstof, nitrilosulfozuur
§129 bereiding van phosphorus §130 physische eigenschappen van phosphor §131 allotropie van phosphor §132 chemische eigenschappen van phosphor §133 het oplichten van phosphor proef van Mitscherlich §134 bereiding en physische eigenschappen van phosphine §135 chemische eigenschappen van phosphine samenstelling van phosphine §136 vloeibaar phosphorwaterstof §137 vast phosphorwaterstof §138 halogeenverbindingen van phosphorus: phosphortrichloride §139 phosphorpentachloride §140 phosphoroxychloride §141 verbindingen van phosphor met de andere halogenen §142 berbindingen van phosphor met zuurstof: phosphortrioxyde, phosphortetroxyde, phosphorpentoxyde §143 zuren afgeleid van phosphorus: een overzicht §144 orthophosphorzuur en phosphaten §145 pyrophosphorzuur §146 metaphosphorzuur §147 onderphosphorzuur en metaphosphorigzuur §148 phosphorigzuur §149 onderphosphorigzuur §150 verbindingen van zwavel met phosphorus §151 verbindingen die phosphor en stikstof bevatten: amidophosphorzuur
§152 voorkomen, bereiding en physische eigenschappen van arsenicum allotropie dampdichtheid §153 arseenwaterstof reactie van Gutzeit samenstelling van arseenwaterstof §154 aantonen van arsenicum: methode van Marsh, reactie van Gutzeit §155 verbindingen van arsenicum met de halogenen: arseentrioxyde en arseenpentoxyde §156 bereiding en physische eigenschappen van arseentrioxyde allotropie §157 bereiding en eigenschappen van arseenpentoxyde §158 arsenigzuur §159 arseenzuur en meta-arsenigzuur §159 arseenzuur en arsenaten §160 zwavel-verbindingen van arsenicum: arseentrisulfide en arseenpentasulfide §161 thiozouten van arsenicum: thioarsenieten en thioarsenaten §162 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van antimoon toepassingen §163 bereiding en eigenschappen van antimoonwaterstof verschil antimoon- en arseenspiegel in Marsh-toestel §164 halogeenverbindingen van antimoon: antimoontrichloride en antimoonpentachloride §165 verbindingen van antimoon met zuurstof: antimoontrioxyde §166 antimoonpentoxyde en antimoonzuur kaliumpyroantimoniaat §167 zwavelverbindingen van antimoon: antimoontrisulfide en antimoonpentaoxyde §168 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van bismuth bismuthwaterstof §169 halogeenverbindingen van bismuth: bismuthtrichloride en bismuthoxychloride §170 zuurstofverbindingen van bismuth: bismuthtrioxyde §171 bismuthhydroxyde en zouten bismuthtrisulfide §172 overzicht van de stikstofgroep
§173 voorkomen van koolstof §174 allotropie bij koolstof: diamant en grafiet, amorfe koolstof §175 toepassingen van amorfe koolstof §176 chemische eigenschappen van koolstof §177 moleculair en atoomgewicht van koolstof §178 verbindingen met waterstof §179 verbindingen met zuurstof: kool-mono-oxyde §180 kooldioxyde of koolzuuranhydride §181 koolzuur en carbonaten §182 enkele andere koolstofverbindingen: cyaan, cyaanwaterstof, rhodaanwaterstof §183 de vlam §184 het licht van gasvlammen gasbranders van Bunsen §185 bouw der vlam §186 bouw van de Bunsenvlam en inslaan van de vlam §187 bereiding en physische eigenschappen van silicium §188 sliciumwaterstoffen of silanen §189 halogeenverbindingen van silicium: chloorsilicium, silicochloroform, siliciumfluoride, kiezelfluorwaterstofzuur §190 zuurstofverbindingen van silicium: kiezelzuuranhydride (physische en chemische eigenschappen, allotropie) §191 kiezelzuur en silicaten verbindingen met andere elementen (carborundum, siliciumnitriden) §192 definitie van colloïden §193 bereiding van solen en gelen §194 optische eigenschappen (Tyndall effect), ultrafiltratie §195 kataphorese §196 hydrophiele en hydrophobe colloïden §197 opname en afgifte van water §198 adsorptie bij colloïden
§199 germanium en verbindingen §200 voorkomen,bereiding, physische eigenschappen (allotropie) en chemische eigenschappen van tin §201 toepassingen van tin (legeringen) tinwaterstofverbindingen §202 tweewaardige tinverbindingen: tinchloruur, stannohydroxyde,, tinoxydule, tinsulfuur §203 vierwaardige verbindingen: tinchloride, tinboter, tinfluprride, tinoxyde, tinzuur en metatinzuur, stannaten, tinsulfide tinphosphuur §204 voorkomen, bereiding,physische en chemische eigenschappen van lood §205 oxyden van lood: loodoxyde, loodhydroxyde, menie, loodperoxyde, plumbaat §206 halogeen verbindingen van lood: loodchloride, loodjodide, loodtetrachloride §207 andere zouten: loodnitraat, loodsulfaat, plumbisulfaat, loodcarbonaat, loodwit, loodsulfide §208 overzicht van de koolstofgroep
§209 helium, neon, argon, krypton en xenon, radon §210 eigenschappen der edele gassen overzicht van de groep
§211 regel van Dulong en Petit §212 regel van Neumann §213 wet van Mitserlich §214 nauwkeurigheid van het atoomgewicht §215 het ideale gas en de wet van Boyle
§216 het atoommodel van Rutherford-Bohr §217 indeling van de elementen in groepen §218 de achtste groep §219 de zeven andere groepen §220 hoofd- en nevengroepen §221 ontdekking van nieuwe elementen §222 rangschikking volgens de physische eigenschappen atoomvolume §223 belang van het periodiek systeem der elementen §224 electronenbanen en electronenschillen
§225 voorkomen, bereiding van lithium lithiumverbindingen (lithiumnitride, lithium oxyde en hydroxyde, lithiumhydride, lithiumchloride, lithiumcarbonaat) §226 voorkomen, bereiding, physische eigenschappen van natrium §227 oxyden en hydroxyden van natrium §228 technische bereiding van natriumhydroxyde §229 zouten van natrium: keukenzout of chloornatrium, broomnatrium en joodnatrium, natriumhydride, natriumthiosulfaat, natriumsulfaat, natriumsulfide, natriumnitraat, natriumnitriet, natriumphosphaten §230 natrium carbonaat of soda en natriumbicarbonaat (procedé Solvay, procedé Leblanc), natriumsilicaat, natriumhypochloriet, natrium cyanide, natriumjodaat §231 voorkomen, bereiding en eigenschappen van kalium §232 zuurstofverbindingen van kalium: kaliumoxyde, kaliumperoxyde, kaliumhydroxyde §233 kaliumzouten: kaliumchloride, kaliumbromide, kaliumjodide, kaliumtrijodide, kaliumcyanide, kaliumchloraat, kaliumsulfaat, kaliummonosulfide, kaliumhydrosulfide, kaliumpolysulfide, kaliumnitraat, kaliumphosphaat, kaliumcarbonaat, kaliumsilicaat §234 rubidium en caesium §235 overzicht groep van de alkalimetalen §236 ammoniumzouten: ammoniumchloride, ammoniumsulfaat, ammoniumnitraat, ammoniumphosphaten, ammoniumcarbonaat, zwavelammonium
§237 verschil tussen kristallijn en amorf kristalbouw chemische binding §238 oplosbaarheid van stoffen §239 oplossingswarmte §240 opgeloste stof en oplosmiddel oplosbaarheidskrommen hydraten §241 oververzadigde oplossingen §242 acidimetrie, alkalimetrie en theorie der indicatoren §243 aequivalentiepunt en neutraalpunt §244 het begrip pH
§245 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van koper toepassingen en legeringen §246 eenwaardige koperverbindingen: koperoxydule, koperchloruur, koperjoduur, kopercyanuur, cuprosulfaat §247 tweewaardige koperverbindingen: koperoxyde, koperhydroxyde, koperchloride, koperbromide, kopersulfaat, kopernitraat, kopercarbonaat, Schweinfürter groen, kopersulfide, koperzouten en ammoniak §248 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van zilver §249 verbindingen van zilver: zilveroxyde en zilverperoxyde, zilverchloride, zilverbromide, kaliumzilvercyanide §250 lichtgevoeligheid van zilverzouten fotografie zilversulfaat, zilvernitraat, zilvernitriet §251 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van goud §252 essaieren van zilver en goud §253 verbindingen van goud: eenwaardige verbindingen (goudoxydule, goudchloruur), driewaardige verbindingen (goudchloride, goudoxyde, goudsulfide) §254 alchemie §255 overzicht van de groep
§256 voorkomen en bereiding van beryllium berylliumoxyde berylliumsulfaat en berylliumcarbonaat §257 voorkomen, bereiding en eigenschappen van magnesium magnesiumoxyde en magnesiumhydroxyde §258 zouten van magnesium: magnesiumchloride, magnesiumsulfaat, magnesium-ammonium-phosphaat, magnesiumcarbonaat, magnesia alba §259 voorkomen, bereiding en eigenschappen van calcium §260 oxyden en hydroxyden van calcium: calciumoxyde of ongebluste kalk, calciumhydroxyde of gebluste kalk, calciumsuperoxyde §261 zouten van calcium: chloorcalcium, calciumfluoride, calciumsulfaat of gips, calciumnitraat, calciumphosphaten, calciumcarbonaat hardheid van water §262 calciumsilicaat en glassoorten: natronglas, kaliglas, kristalglas, uviolglas §263 voorkomen en bereiding van strontium verbindingen van strontium §264 voorkomen, bereiding en eigenschappen van barium verbindingen van barium: bariumoxyde, bariumsuperoxyde, bariumchloride, bariumsulfaat, bariumcarbonaat overzicht van de groep der aardalkalimetalen
§265 definitie van spectroscopie: banden en lijnenspectra §266 de spectroscoop §267 spectra van hemellichamen §268 spectra en atomen §269 ontdekking van radioactieve elementen: radium §270 aard der radioactieve straling: alpha, bèta en gammastraling §271 radiumemanatie en ontdekking van radon §272 halveringsconstante van radioactieve elementen theorie van het radioactieve evenwicht van Boltwood §273 chemische werking der radioactieve stoffen de radiumstandaard §274 de isotopen regel van Fajans en Soddy §275 isotopen van niet-radioactieve elementen methode van Aston §276 isotopen en isobaren §277 bouw der atoomkernen §278 over het begrip element §279 de eenheid der materie
§280 voorkomen, physische en chemische eigenschappen van zink enkele zinkverbindingen: zinkoxyde, zinkhydroxyde, zinkchloride, zinksulfaat, zinksulfide §281 voorkomen en physische eigenschappen van cadmium enkele cadmiumverbindingen: cadmiumoxyde, cadmiumhydroxyde, cadmiumchloride, cadmiumsulfide, cadmiumsulfaat §282 voorkomen, bereiding, chemische en physische eigenschappen van kwikzilver eenwaardige kwikzilververbindingen: kwikoxydule, kwikchloruur of kalomel, kwikbromuur en kwikjoduur, mercuronitraat, structuur van het mercuro-ion §283 tweewaardige kwikzilververbindingen: kwikoxyde, kwikchloride of sublimaat, kwikjodide en reactief van Nesler, kwikcyanide §284 eigenschappen der mercurihalogeenverbindingen mercurinitraat, mercurisulfaat, kwiksulfide §285 overzicht van de groep
§286 wet van Nernst §287 EMK van een galvanisch element concentratiecel Daniell- en Westonelement §288 metaalelectroden - chemisch proces bij stroomdoorgang §289 normaalpotentialen §290 andere electroden §291 spanningsreeks voor anionen §292 gepolariseerde electroden en polarisatiestroom accumulatoren element van Leclanché §293 electrolyse en polarisatie
§294 voorkomen, bereiding en eigenschappen van borium boorwaterstof of boraan §295 halogeen verbindingen van boor: boorchloride, boorfluoride §296 zuurstofverbindingen van boor: boorzuuranhydride, boorzuur, metaboorzuur, tetraboorzuur toepassing bij solderen §297 voorkomen, bereiding, physische en chemische eigenschappen van aluminium §298 verbindingen van aluminium: aluminiumoxyde of alunaarde, aluminiumhydroxyde, aluminiumchloride, aluminiumsulfaat en aluinen §299 aluminiumsilicaat zeolithen permutieten ultramarijn §300 gallium en indium §301 voorkomen, bereiding en eigenschappen van thallium thallo- en thalliverbindingen §302 overzicht van de groep
§303 omschrijving van de zeldzame aarden §304 cerium, lanthanium en yttrium §305 titanium en zijn homologen: titanium, titaanzuur, zirkonium, hafnium, thorium §306 toepassingen van thorium- en ceriumoxyde §307 voorkomen, bereiding en eigenschappen van vanadium verbindingen van niobium en tantalium
§308 voorkomen, bereiding en eigenschappen van chromium tweewaardige verbindingen: chromiumchloruur, chromo-acetaat §309 driewaardige verbindingen: chroomoxyde, chroomchloride, chroomsulfaat, chroomaluin §310 zeswaardige chroomverbindingen: chroomzuuranhydride, natriumdichromaat en kaliumdichromaat, chromylchloride §311 voorkomen, bereiding en eigenschappen van molybdenium molybdeentrioxyde en molybdeenzuur §312 voorkomen, bereiding en eigenschappen van wolframium verbindingen van wolfram: wolframzuuranhydride, wolframzuur §313 voorkomen, bereiding en eigenschappen van uranium verbindingen van uranium: uraniumoxydule, uraanoxyde, uranylnitraat §314 overzicht van de groep
§315 voorkomen, bereiding en eigenschappen van manganium verbindingen van de mangano-reeks en mangani-reeks: mangaanoxydule, mangaansulfuur, mangaanoxyde, mangaanoxydule , mangaansuperoxyde of bruinsteen §316 mangaanzuur en overmangaanzuur kaliumpermanganaat rhenium en perrheniumzuur
§317 voorkomen van ijzer het hoogovenproces §318 ijzersoorten: ruw ijzer, staal (0,5 tot 1,6 % koolstof), smeedbaar ijzer (0 tot 0,5 % koolstof) technisch belang van het ijzer-koolstof systeem invloed van kleine hoeveelheden silicium, zwavel, phosphorus §319 technisch zuiveringsproces van ruw gietijzer: de Bessemerpeer chroomstaal nikkelstaal §320 bereiding en eigenschappen van chemisch zuiver ijzer §321 tweewaardige ijzerverbindingen: ijzeroxydule, ferrohydroxyde, ferrochloride, ferrochloride, ferrosulfaat en Mohrs zout, ferrocarbonaat §322 driewaardige ijzerverbindingen: ferrioxyde, ferrihydroxyde, ijzeroxydeoxydule, ijzerchloride, ferrisulfaat §323 ijzercyaanverbindingen: geel bloedloogzout, ferrocyaanwaterstofzuur, nitroprussiednatrium, roodbloedloogzout §324 voorkomen, bereiding en eigenschappen van kobalt tweewaardige verbindingen: kobaltchloruur, kobaltnitraat, kobaltsilicaat driewaardige verbindingen: kobaltoxydooxydule, kobaltoxyde §325 voorkomen, bereiding en eigenschappen van nikkel nikkelverbindingen: nikkelchloruur,, nikkelcarbonyl
§326 omschrijving van de platinametalen: lichte (tuthenium, rhodium, platina) en zware platinametalen (osmium, iridium, platina) §327 ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium §328 platina bereiding en eigenschappen van platina platinaverbindingen §329 de metallieke toestand en de verbindingen der metalen onderling 330 metaal-ammoniakverbindingen: theorie van Werner §331 type verbindingen §332 isomerie-verschijnselen bij complexen §333 complexe zouten §334 overgang tussen hydraten en ammoniakcomplexen §335 hydraat-isomerie §336 stereo-isomerie bij complexen
Voor een uitvoerige biografie kan verwezen worden naar Snelders « De geschiedenis van de scheikunde in Nederland: Deel 2: De ontwikkeling van chemie en chemische technologie in de eerste helft van de twintigste eeuw » Delft University Press, Delft 1997. Dit laatste, zeer interessant boek is beschikbaar op DBNL:
(5) algemene inhoud van « Lehrbuch der anorganischen Chemie » (1984):
1. Grundlagen: 1.1 Element und Verbindung 1.2 Atom und Molekül 1.3 Vergleichender Überblick über die Elemente 1.4 Atom- und Molekülion 1.5 Der Atombau 1.6 Der Molekülbau 1.7 Die Molekülumwandlung 1.8 Der Wasserstoff und seine Verbindungen
2. Hauptgruppenelemente: 2.1 Repräsentative Elemente und vergleichende Übersicht 2.2 Grundlagen der Molekülchemie 2.3 Edelgase 2.4 Halogene 2.5 Chalkogene 2.6 Die Stickstoffgruppe 2.7 Die Kohlenstoffgruppe 2.8 Die Borgruppe 2.9 Die Erdalkalimetalle 2.10 Alkalimetalle
3. Nebengruppenelemente: 3.1 Repräsentative Elemente und vergleichende Übersicht 3.2 Grundlagen der Komplexchemie 3.3 Grundlagen der Festkörperchemie 3.4 Die Kupfergruppe 3.5 Die Zinkgruppe 3.6 Die Scandiumgruppe 3.7 Die Titangruppe 3.8 Die Vanadiumgruppe 3.9 Die Chromgruppe 3.10 Die Mangangruppe 3.11 die Eisengruppe 3.12 Die Cobaltgruppe 3.13 Die Nickelgruppe 3.14 Verbindungsklassen der Übergangsmetalle
4. Lanthanoide und Actinoide: 4.1 Grundlagen der Kernchemie 4.2 Die Lanthanoide 4.3 Die Actinoide
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.4 Anorganische Scheikunde met Zoël Eeckhaut
Introductie: Is beschrijvende scheikunde nuttige of noodzakelijk???.. Een Eeckhaut schreef hieromtrent het volgende:
- Het is niet altijd mogelijk alle gewenste nuttige gegevens over het chemisch gedrag van allerlei stoffen uit eenvoudige principes af te leiden. Deze laten niet toe alle feiten die wij kunnen vaststellen te voorzien en wellicht zal het experiment hierin nooit door de theorie kunnen verdrongen worden. Het is dan ook nodig onze kennis over het gedrag van allerlei stoffen en hun verbindingen te verrijken: hoe beter we hierover ingelicht zijn, hoe beter we de rol der scheikunde in allerlei natuurlijke en technische processen kunnen begrijpen. Dit is het doel der beschrijvende scheikunde.
De beschrijving ener bepaalde stof behandelt: a- de fysische eigenschappen b- haar voorkomen in de natuur c- de bereiding d- de chemische en biologische eigenschappen e- de voornaamste toepassingen
Met de opkomst van de Fundamentele of Moderne Chemie en voornamelijk met de hieruit voortvloeiende quantumchemie hebben sommige chemici gemeend dat de Beschrijvende Scheikunde in feite een overbodige discipline was geworden. De structuur alsmede de voornaamste eigenschappen van een molecule konden via de Schrödinger-vergelijking in principe berekend worden en dus was het onnodig het geheugen te belasten met overvloedig experimenteel feitenmateriaal. Een vriend chemicus, doctor in de scheikunde, betitelde deze beschrijvende scheikunde zelfs als "Middeleeuwse Scheikunde".
Scheikunde is en blijft echter hoe dan ook een zuiver experimentele wetenschap: niet de theorie beslist maar wél het experiment. Vele wetenschappers houden zich niet aan die regel.
Toen bvb een Fleischmann en Pons (1) in 1989 de zogenaamde "cold fusion" aankondigden werden ze versleten voor fantasten en (of) bedriegers en dit door instellingen als Princeton, MIT, Caltech en dito. Men ging uit van het gegeven dat kernfusie alleen mogelijk is bij hoge energie, zoals de theorie voorschreef. Achteraf is echter gebleken dat het fenomeen wel reëel is maar moeilijk controleerbaar en reproduceerbaar. De voorwaarden waarbij het fenomeen zich voordoet zijn nog altijd niet met voldoende nauwkeurigheid bekend.
Een ander markant voorbeeld was de synthese van diamant, onmogelijk geacht bij lage druk want zogezegd in tegenspraak met de tweede hoofdwet van de thermodynamica (2) ... Inmiddels is de synthese van diamant bij lage druk een betrouwbare techniek geworden in de electronica, waar op diamant gebaseerde onderdelen voordelen bieden t.o.v. de traditionele siliciumchips...
Eeckhaut's « Beschrijvende Anorganische Scheikunde » (syllabus B -218 pagina's) of een analoge leergang is nog steeds een onmisbaar instrument voor iedere chemicus, die naam waardig.
Ziehier nu een gedetailleerd overzicht van de inhoud van deze cursus, zoals ze gedoceerd werd in 1958-1959:
Hoofdstuk 1 « Waterstof, Zuurstof en hun verbindingen »
§1 waterstof: fysische eigenschappen, voorkomen, bereidingen, chemische eigenschappen, hydriden, de waterstofbrug, isotopen van waterstof, toepassingen §2 zuurstof: fysische eigenschappen; voorkomen, bereidingen, chemische eigenschappen, oxyden, neutralisatie van zuren en basen, naamvorming van zuren en zouten, toepassingen van zuurstofgas §2bis ozon: fysische eigenschappen, voorkomen, §3 zuurstof-waterstofverbindingen 3.1 water: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen (thermische dissociatie, electrolytische dissociatie), water als oplosmiddel, hydraten en kristalwater §3bis waterstofperoxyde: fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, toepassingen
Hoofdstuk 2 « Halogeengroep (VIIB) »
- introductie: algemene kenmerken van de halogenen
§1 de enkelvoudige stoffen 1.1 fluor: voorkomen, bereiding, eigenschappen 1.2 chloor: voorkomen, bereiding, eigenschappen, toepassingen 1.3 broom: voorkomen, bereidingen, eigenschappen en toepassingen 1.4 jodium: bereiding, eigenschappen, toepassingen §2 waterstof-halogeen verbindingen: 2.1 fluorwaterstof: bereiding, eigenschappen (fluorcomplexen), toepassingen 2.2 chloorwaterstof: bereiding, eigenschappen, toepassingen 2.3 broomwaterstof: eigenschappen en toepassingen 2.4 joodwaterstof: eigenschappen en toepassingen §3 oxyden en oxyzuren van halogenen: inleiding: oxydatiegraden van de halogenen 3.1 oxyden en oxyzuren van chloor: dichloormonoxyde, onderchlorigzuur (bereiding, eigenschappen en toepassingen), monochloordioxyde of chloorpentoxyde (bereiding, eigenschappen), chlorigzuur en zouten (bereiding, eigenschappen), chloorzuur en chloraten (bereiding, eigenschappen, chloorheptoxyde, perchloorzuur en perchloraten, stufenregel van Ostwald 3.2 oxyzuren van broom 3.3 oxyden en oxyzuren van jodium: onderjodigzuur, joodzuur en jodaten, perjoodzuur en perjodaten 3.4 interhalogeenverbindingen
Hoofdstuk 3 « Zuurstofgroep (VIB) »
- introductie: algemene kenmerken van de chalcogenen
§1 zwavel: voorkomen, fysische eigenschappen (allotropie), bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §2 zwavelwaterstof, polyzwavelwaterstof, sulfiden en polysulfiden: voorkomen, chemische eigenschappen (vorming van hydrosulfiden, sulfozuren, sulfozouten, klassieke H2S methode), toepassingen (van polyzwavelwaterstof en polysulfiden) §3 zuurstofverbindingen van zwavel: overzicht der verbindingen, 3.1 zwaveldioxyde of zwaveligzuuranhydride, sulfieten: bereiding, chemische eigenschappen (omzetting tot zwavelzuuranhydride), toepassingen 3.2 zwaveligzuur: bereiding, eigenschappen (sulfieten en bisulfieten, reducerende eigenschappen), toepassingen 3.3 zwavelzuurtrioxyde of zwavelzuuranhydride: fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen (verbindingen tussen water en zwaveltrioxyde, pyrozwavelzuur) 3.4 zwavelzuur en sulfaten: voorkomen, bereiding (methode der loden kamer, methode van Grey), fysische eigenschappen, chemische eigenschappen (verkoling, zure eigenschappen, onoplosbare sulfaten, oxyderende eigenschappen kjeldahl destructie-), toepassingen, rokend zwavelzuur 3.5 peroxyzwavelzuur, polythionzuren, thiozwavelzuur en thiosulfaat: overzicht, chemische eigenschappen (jodometrie, jodimetrie) 3.6 zwavelhaloïden en oxyhaloïden: sulfonylchloride of chloorsulfonzuur, sulfurylchloride §4 selenium en tellurium: voorkomen, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, selenieten en selenaten
Hoofdstuk 4 « Stikstofgroep (VB) »
- introductie: algemene kenmerken van de stikstofgroep
A- De Elementen:
§1 stikstof: voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §2 phosphor: voorkomen, fysische eigenschappen (allotropie), bereiding (methode van Coignet), chemische eigenschappen van witte phosphor (methode van Mitscherlich), toepassingen §3 arsenicum of arseen: voorkomen, fysische eigenschappen (allotropie), bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §4 antimoon of stibium: voorkomen, fysische eigenschappen (allotropie), bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §5 bismuth: voorkomen, bereiding, fysische en chemische eigenschappen, toepassingen
B- De Waterstofverbindingen of hydriden:
§1 waterstofverbindingen van stikstof: 1.1 ammoniak: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding (Haber-Bosch procedé), chemische eigenschappen (analogie tussen water en ammoniak, Nesslers reagens), toepassingen 1.2 hydrazine, hydroxylamine en stikstofwaterstofzuur of azo-mide §2 waterstofverbindingen van phosphor: phosphine en diphosphine: fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen §3 waterstofverbindingen van arseen -arseenwaterstof of arsine- : fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen (aantonen van arseen: methode van Marsh, methode van Gutzeit, methode van Mayençon-Bergeret) §4 waterstofverbindingen van bismuth bismuthwaterstof-: fysische en chemische eigenschappen
C- Oxyden en Zuurstofverbindingen:
§1 zuurstofverbindingen van stikstof: 1.1 distikstofoxyde of azo-oxyde: fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen 1.2 stikstofoxyde: voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen(nitrosocomplexen) 1.3 distikstoftrioxyde of salpeterigzuuranhydride en salpeterig zuur en nitrieten: fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen 1.4 stikstofperoxyde of distikstoftetraoxyde: fysische eigenschappen, chemische eigenschappen 1.5 distikstofpentoxyde of salpeterzuuranhydride en salpeterzuur en nitraten: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding (Ostwald procedé, Birkeland Eyde procedé), chemische eigenschappen (koningswater, aantonen van nitraten: ringreactie) 1.6 de kringloop van stikstof §2 zuurstofverbindingen van phosphor: 2.1 phosphortrioxyde of phosphorigzuuranhydride en phosphorigzuur en phosphieten, hypophosphorigzuur en hypophosphieten: fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen (reagens van Bougault) 2.2 phosphorpentoxyde of phosphorzuuranhydride en phosphorzuur en phosphaten: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen 2.3 polyphospohorzuren en onderphosphorzuur: eigenschappen §3 zuurstofverbindingen van arseen: 3.1 arseentrioxyde of arsenigzuuranhydride: voorkomen, bereiding, fysische en chemische eigenschappen (Bettendorf reagens, Bougaultreagens), toepassingen 3.2 arseenpentoxyde of arseenzuuranhydride, arseenzuur en arseniaten: bereiding, eigenschappen, toepassingen §4 zuurstofverbindingen van antimoon: 4.1 antimoontrioxyde, antimonylzouten en antimonieten: eigenschappen (amfoteer oxyde), toepassingen 4.2 antimoonpentoxyde, antimoonzuur en antimoniaten: bereiding, eigenschappen §5 zuurstofverbindingen van bismuth: 5.1 bismuthtrioxyde: bereiding, eigenschappen (basisch oxyde, basische zouten of oxyzouten) 5.2 bismuthpentoxyde en bismuthaten: bereiding, chemische eigenschappen
D- Verbindingen met halogenen, zwavel en andere elementen:
§1 verbindingen met halogenen: bestendigheid en eigenschappen van NCl3, PCl3, AsCl3 , SbCl3 en SbCl5 §2 verbindingen met zwavel: voorkomen, bereiding en eigenschappen van P4S3 en P4S7, As4S4 (realgar) en As2S3 (auripigment), As2S3 (arseentrisulfide) en As2S5 (arseenpentasulfide), Sb2S3 (stibien) en Sb2S5 (goudzwavel), Bi2S3 §3 andere verbindingen: cyaanwaterstof of blauwzuur, cyaanzuur en isocyaanzuur, cyanaten en isocyanaten, rhodaanzuur
Hoofdstuk 5 « Koolstofgroep (IVB) »
- introductie: algemene kenmerken van de koolstofgroep
A- Koolstof en verbindingen
§1 het element koolstof: voorkomen, allotrope vormen (diamant, grafiet, amorfe koolstof, steenkool en turf, retortenkool) chemische eigenschappen §2 verbindingen van koolstof: 2.1 verbindingen met metalen en halfmetalen (carbiden): siliciumcarbide, ijzercarbide en calciumcarbide 2.2 verbindingen met zwavel: koolstofdisulfide 2.3 verbindingen met stikstof: dicyaan, cyaanwaterstof en cyaniden, cyaanzuur en cyanaten 2.4 verbindingen met zuurstof: koolstofmonoxyde (voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen) koolstof dioxyde of koolzuurgas (fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen), bicarbonaten en carbonaten (chemische eigenschappen), toepassingen §3 de kringloop van koolstof §4 over de vlam
B- Silicium en verbindingen
§1 het element silicium: voorkomen, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen §2 verbindingen van silicium: 2.1 verbindingen met metalen (siliciden) 2.2 verbindingen met waterstof (silanen) 2.3 verbindingen met halogenen: trimethylchloorsilaan, siliciumtetrachloride, siliciumtetrafluoride, fluosilicaten 2.4 verbindingen met zuurstof: siliciumoxyde of kielzuuranhydride : fysische eigenschappen en polymorfie (kwarts, didymiet, cristobaliet) en allotropie (bergkristal, amorf siliciumoxyde), chemische eigenschappen ; kiezelzuur en silicaten: bereiding, toepassingen §2 de silicaatstructuur: orthosilicaten, metasilicaten, polysilicaten §3 glas en cement: bereiding, eigenschappen toepassingen §4 silikonen: definitie, bereiding, toepassingen
C- Germanium en verbindingen
§1 het element germanium: voorkomen, bereiding en fysische eigenschappen, toepassingen (gelijkrichters) §2 verbindingen met germanium: germanaten
D- Tin en verbindingen
§1 het element tin: voorkomen, fysische eigenschappen (allotropie), bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen (legeringen: brons, soleermateriaal, brittaniametaal) §2 verbindingen van tin 2.1 stanno-verbindingen: stannochloride en stannohydroxyde (bereiding, eigenschappen) 2.2 stanniverbindingen: stanni-oxyde, stanni-chloride, stanni-sulfide (bereiding, chemische eigenschappen)
E- Lood en verbindingen
§1 het element lood: voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §2 verbindingen van lood 2.1 plumbo-verbindingen: lood-oxyde en loodhydroxyde, plumbieten, loodhalogeniden, loodsulfaat, loodcarbonaat, loodnitraat en loodacetaat: bereiding, eigenschappen 2.2 plumbi-verbindingen: looddioxyde, loodmenie, loodtetrachloride: bereiding, eigenschappen
Hoofdstuk 6 « Boorgroep (IIIB) »
- introductie: algemene kenmerken van de boorgroep
A- Boor en zijn verbindingen
§1 het element boor: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen §2 boorverbindingen boortrioxyde en boorzuur fysische eigenschappen, bereiding, chemische eigenschappen (boraxparel, perboraten)
B- Aluminium en verbindingen
§1 het element aluminium: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen (legeringen) §2 aluminiumverbindingen: aluminiumoxyde en aluminiumhydroxyde: bereiding, chemische eigenschappen ; aluminiumsulfaat (aluin), aluminiumchloride, aluminiumsilicaten: bereiding, eigenschappen, toepassingen
C- Gallium, Indium en Thallium
Introductie tot de metalen:
§1 algemene eigenschappen der metalen §2 de metallurgie der metalen §3 bereiden van metaalverbindingen (oxyden, zouten)
§1 voorkomen: bariumsulfaat (zwaarspaath of barytine), bariumcarbonaat (witheriet) §2 bariumoxyde en bariumhydroxyde: bereiding, chemische eigenschappen §3 bariumsulfaat: chemische eigenschappen, toepassingen §4 bariumnitraat: bereiding, toepassingen §5 het aantonen van bariumverbindingen: de sulfaat-reactie (scheiding BaSO4 - PbSO4)
F- Radiumverbindingen
Introductie tot de overgangselementen (groepen IIIA tot VIIA)
§1 algemene omschrijving van de subgroepen §2 electronenconfiguratie en eigenschappen der overgangselementen
Hoofdstuk 9 « Scandiumsubgroep (IIIA) »
§1 omschrijving van de scandiumsubgroep (lanthaniden en actiniden) §2 scandium en scandiumverbindingen: voorkomen, fysische en chemische eigenschappen §3 yttrium en yttriumverbindingen: voorkomen, chemische eigenschappen §4 lanthaan en de lanthaniden (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm): scheidingsmethoden, toepassingen §5 actinium en de actiniden (Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md): thorium en uranium
Hoofdstuk 10 « Titaansubgroep (IVA) »
§1 omschrijving van de titaansubgroep §2 titanium: 2.1 voorkomen, bereiding, fysische eigenschappen van titaan 2.2 titaanverbindingen: titaanoxyde, titanaten, titanylzouten: toepassingen §3 zirkonium en hafnium: 3.1 voorkomen, bereiding 3.2 zirkoniumsulfaat, zirkoonaarde, hafniumoxyde (hafnia), zirkoniumcarbide en zirkoniumsilicide: bereing, toepassingen
Hoofdstuk 11 « Vanadiumsubgroep (VA) »
§1 omschrijving van de vanadiumsubgroep §2 het element vanadium: voorkomen, bereiding, toepassingen §3 vanadiumverbindingen: de vanadiumoxyden, vanadaten en vanadylzouten §4 de elementen niobium en tantaal: voorkomen, bereiding, toepassingen §5 niobium en tantaalverbindingen: de oxyden, niobaten en tantalaten, toepassingen
Hoofdstuk 12 « Chroomsubgroep (VIA) »
§1 omschrijving van de chroomsubgroep §2 het element chroom: fysische eigenschappen, voorkomen (ferrochromiet), bereiding (aluminothermie), chemische eigenschappen, toepassingen §3 chroomverbindingen 3.1 chroom (II) verbindingen: algemene kenmerken ; chroom (II) sulfaat 3.2 chroom (III) verbindingen: algemene kenmerken ; chroomoxyde en chroomhydroxyde: bereiding, eigenschappen ; chroomaluin: bereiding, toepassingen ; chroomtrioxyde, chromaten en dichromaten: bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §4 het aantonen van chroomverbindingen §5 het element molybdeen: voorkomen (molybdeniet), bereiding, fysische eigenschappen, toepassingen §6 de molybdeenverbindingen: molybdeen-trioxyde en molybdaten: bereiding, eigenschappen §7 het element wolfram of tungsteen: voorkomen (scheeliet), bereiding, fysische eigenschappen, toepassingen §8 de wolframverbindingen: wolframoxyde en wolframaten ; wolframcarbide
Hoofdstuk 13 « Mangaansubgroep (VIIA) »
§1 omschrijving van de mangaansubgroep (Mn, Te, Re) §2 het element mangaan: fysische eigenschappen, voorkomen (bruinsteen, hausmanniet, manganiet), bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen §3 de mangaanverbindingen: 3.1 mangaan (II) verbindingen: algemene kenmerken ; mangano-chloride ; mangano-sulfide 3.2 mangaan (III) verbindingen: algemene kenmerken (onbestendig) 3.3 mangaan (IV) verbindingen: mangaandioxyde en manganieten: chemische eigenschappen en toepassingen 3.4 mangaan (VI) verbindingen: -manganaten- bereiding, chemische eigenschappen (stabiliteit) 3.5 mangaan (VII) verbindingen permanganaten, mangaanheptoxyde- : bereiding, chemische eigenschappen (oxydans in zuur midden, in neutraal midden, in alkalisch midden) §4 technetium en rhenium: voorkomen (tecnnetium: kunstmatig element ; rhenium in molybdeniet, columbiet en pyrolusiet), bereiding, chemische eigenschappen
Hoofdstuk 14 « Groep der Overgangselementen (VIII) »
Introductie tot de overgangselementen (Groep VIII): de triaden
A- IJzertriade (Fe, Co, Ni)
§1 het element ijzer: fysische eigenschappen (allotrope vormen), bereiding van zuiver ijzer, bereiding van technisch ijzer (het hoogovenproces), chemische eigenschappen, toepassingen §2 de ijzerverbindingen: 2.1 ferro-verbindingen: algemene kenmerken van het ferro-ion ; ferro-oxyde en ferro-hydroxyde: bereiding, chemische eigenschappen ; ferrosulfaat: bereiding, chemische eigenschappen (Mohrs zout), toepassingen ; ferrocarbonaat: voorkomen, chemische eigenschappen ; ferrosulfide: bereiding 2.2 ferri-verbindingen: algemene kenmerken van het ferri-ion ; ferri-oxyde of ijzersesquioxyde: voorkomen (hematiet), bereiding, toepassingen ; ferri-hydroxyde: bereiding, eigenschappen, toepassingen ; ferri-chloride: bereiding, fysische en chemische eigenschappen 2.3 complexe verbindingen: kaliumferrocyanide (geel bloedloogzout): bereiding, chemische eigenschappen (Berlijns blauw) ; kaliumferricyanide: bereiding, chemische eigenschappen (Turnbullblauw), toepassing (blauwafdrukken) §3 het element cobalt: voorkomen, chemische eigenschappen §4 cobaltverbindingen: 4.1 cobalto-verbindingen: algemene kenmerken (kleur en stabiliteit) ; cobaltochloride: bereiding eigenschappen 4.2 cobaltiverbindingen : algemene kenmerken, chemische stabiliteit ; kaliumcobaltinitriet 4.3 toepassingen: Thenards blauw, Rinmansgroen §5 het element nikkel: fysische eigenschappen (allotropie), voorkomen (nikkelkies, garnieriet), bereiding (Mondnikkel), chemische eigenschappen, toepassingen (nikkeleren, nikkelcatalysator, chroomnikkelstaal) §6 nikkelverbindingen: 6.1 nikkel (II) verbindingen: eigenschappen van het Ni++ ion (complexen met H2O, met NH4+, met CN- ) 6.2 Ni3+ en Ni4+ verbindingen: bereiding, toepassingen (Edison-batterij) §7 het aantonen van nikkelverbindingen: dimethylglyoxime-reactie
B- Palladiumtriade (Ru, Rh, Pd)
§1 algemene kenmerken van de palladiumgroep §2 het element ruthenium en zijn verbindingen: -rutheniumtetraoxyde- bereiding, eigenschappen, toepassingen §3 het element rhodium en zijn verbindingen: -kaliumrhodiumsulfaat- bereiding, eigenschappen §4 het element palladium en zijn verbindingen: bereiding van zuiver palladium, fysische eigenschappen (adsorptievermogen voor waterstof), chemische eigenschappen van palladiumverbindingen, toepassingen §5 aantonen van palladium: dimethylglyoxime-reactie
C- Platinatriade (Os, Ir, Pt)
§1 algemene kenmerken van de platinagroep §2 het element osmium en zijn verbindingen: bereiding van zuiver Os-metaal en van OsO4, toepassingen §3 het element iridium en zijn verbindingen: bereiding van zuiver iridium, toepassingen §4 het element platina en zijn verbindingen: 4.1 het element platina: fysische eigenschappen, voorkomen, bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen 4.2 platinaverbindingen Pd++ en Pd4+ -hexachloroplatinazuur- chemische eigenschappen , toepassingen (Pt-zwart, aantonen van kalium met hexachloroplatinazuur)
Hoofdstuk 15 « Kopergroep (IB) (Cu, Ag, Au) »
§1 algemene kenmerken van de kopergroep §2 het element koper: fysische eigenschappen, voorkomen (chalcopyriet, cupriet, malachiet), bereiding en electrolytische zuivering, chemische eigenschappen, toepassingen (legeringen: geel koper, brons, aluminiumbrons, monel metaal) §3 koperverbindingen Cu+ (cupro-) en Cu++ (cupri) 3.1 cuproverbindingen: cupro-oxyde, cuprochloride, cupro-bromide encupro-jodide, cuprocyanide, cuprorhodanide, cuprosulfide: bereiding, chemische eigenschappen 3.2 cupri-vrbindingen: cupri-oxyde en cuprihydroxyde, cupri- chloride, cuprisuffaat, cuprisulfide: bereiding, eigenschappen, toepassingen §4 het element zilver: fysische eigenschappen, voorkomen (gedegen zilver, argentiet), bereiding en electrolytische zuivering, chemische eigenschappen §5 zilververbindingen: zilveroxyde, zilvernitraat, zilverhalogeniden: bereiding, chemische eigenschappen, toepassingen (het fotografisch proces) §6 het element goud: fysische eigenschappen, voorkomen (in gedegen toestand pepieten), bereiding en aanzuivering, chemische eigenschappen
Hoofdstuk 16 « Zinkgroep (IIB) (Zn, Cd, Hg) »
§1 algemene kenmerken van de zinkgroep §2 het element zink: fysische eigenschappen, voorkomen (zinkblende, zinkspaath, galmei), bereiding en electrolytische zuivering, chemische eigenschappen, toepassingen §3 zinkverbindingen: zinkoxyde en zinkhydroxyde, zinksulfaat, zinkchloride, zinksulfide: bereiding, chemische eigenschappen §4 het element cadmium en zijn verbindingen: voorkomen (cadmiet), fysische eigenschappen van het metaal, chemische eigenschappen, toepassingen §5 het element kwikzilver: fysische eigenschappen, voorkomen (cinnaber), bereiding en zuivering, toepassingen (amalgamen) §6 kwikverbindingen Hg22+ (mercuro) en Hg2+ (mercuri) 6.1 mercuro-verbindingen: mercurochloride (calomel), mercurojodide, mercuronitraat : bereiding, chemische eigenschappen 6.2 mercuri-verbindingen: mercuri-oxyde, mercurinitraat, mercuri-chloride (sublimaat), mercuri-jodide, mercurisulfide, mercurifulminaat: bereiding, chemische eigenschappen
Hoofdstuk 17 « Edelgassen (0) »
§1 historiek en betekenis van de spectroscopie §2 algemene kenmerken en eigenschappen §3 het element helium: voorkomen, toepassingen §4 het element neon: voorkomen, toepassingen §5 het element argon: voorkomen, toepassingen §6 de elementen krypton en xenon: voorkomen en toepassingen §7 het element argon: voorkomen en toepassingen
- bespreking van Zoël Eeckhaut's "Anorganische Scheikunde"
De cursus "Beschrijvende Anorganische Scheikunde" omsloot een compleet overzicht (bereiding, eigenschappen, toepassingen) van de anorganische verbindingen, gerangschikt volgens het Periodiek Systeem. Het was een uitbouw in de lengte en de breedte van "Claes en Delaruelle", een boek dat ik in de Cadettenschool gebruikt had. Meer nog ik was dermate onder de indruk van deze cursus, dat ik besloot deze te resumeren in twee notaboekjes, die ik regelmatig inkeek : een mnemotechnische trucje overgehouden van mijn verblijf in de Cadettenschool. Deze notaboekjes bezit ik nog steeds en hebben mij vele diensten bewezen, wanneer een falend geheugen mij in de steek liet.
(wordt voortgezet)
---------------------------------------- (1) zie bvb lezingen gehouden door Edmund Storms, die gedurende jaren verbonden was aan de National Los Alamos Laboratories:
«(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.3 Theoretische Scheikunde met Kiréev's - Chimie Physique-
Cursusnotas of syllabi zijn geen leerboeken maar wel condensaten van leerboeken. Men heeft immers het schema: standaardwerk (Traité) → leerboek (Précis) → syllabus. Een syllabus is slechts een samenvatting van een leerboek en het is dus niet verwonderlijk dat vele studenten behoefte hebben aan een leerboek dat de onderwerpen meer uitvoerig behandelt.
Voor enkele moeilijke onderwerpen van het theoretisch gedeelte van Eeckhaut's cursus (bvb kinetische gastheorie, tweede hoofdwet der thermodynamica), had ik mij in 1959 nog kunnen behelpen met Rutgers' « Physische Scheikunde » (zie cursiefje §9.2 "Physische Scheikunde met Rutgers" in dit blog). Het tweede deel van dit werk was echter gebaseerd op de golfmechanica van Schrödinger, en deze materie is niet geschikt voor beginnende bachelors.
De voorwaarden om in aanmerking te kunnen komen waren immers: leerboek voor beginnende bachelors, geschikt voor toekomstige wetenschappers inclusief scheikundige ingenieurs en van redelijke omvang (2 à 3 x de omvang van de overeenstemmende cursusnotas).
Een belangrijke voorwaarde was ook dat alleen de klassieke natuurkunde (het atoommodel van Bohr-Rutherford) en niet de quantummechanica van Schrödinger (het quantum-mechanisch atoommodel) als theoretische grondslag van de spectroscopische en chemische verschijnselen mocht gebruikt worden. Het quantummechanisch atoommodel is erg belangrijk voor het begrijpen van de chemische binding. Maar deze materie is alleen begrijpelijk na een leergang quantummechanica. (cf. Linus Paulings « General Chemistry » en « The Nature of the Chemical Bond » -zie blog IV onder het hoofdstuk « Fundamentele Scheikunde »-).
Eerst maar in 1975 (!) zal ik een monografie ontdekken, die eventueel als basisleerboek had kunnen fungeren voor de leergang van Zoël Eeckhaut. Het was:
- « Cours de Chimie Physique » (V. Kiréev MIR 2ème édition revue -1975- 636 pages)
Deze monografie behandelde de onderwerpen meestal in een historische context, wat dit boek zeer leesbaar en erg aantrekkelijk maakte.
Vraagstukken kwamen echter niet in het boek voor en vormden nochtans een cruciaal onderdeel voor het examen. Een bij Schaum Outlines verschenen monografie bood hier uitkomst:
- « College Chemistry -fifth edition- » (J.L. Rosenberg Schaum SI (metric edition) -1972- 248 pages)
I- Kiréevs « Cours de Chimie Physique »
Ziehier nu vooreerst een gedetailleerd overzicht van de inhoud (de paragrafen aan geduid met * kunnen bij een eerste lezing weggelaten worden):
- Introduction
§1 Naissance de la chimie physique Mikhaïl Lomonossov §2 Evolution de la chimie physique §3 Objet et importance de la chimie physique
Chapitre 1 « Structure de latome »
§4 introduction §5 modèle nucléaire datome §6 atome dhydrogène §7* théorie quantique de latome dhydrogène §8 énergie de liaison des électrons dans les atomes couches électroniques §9* théorie quantique des atomes §10 structure des atomes et classification périodique des éléments de Mendeleïev §11* ondes et corpuscules §12 mouvement de lélectron dans latome §13 isotopie §14 isotopes de lhydrogène §15 isotopes radioactifs §16 constitution des noyaux atomiques et leur énergie de formation
Chapitre 2 « Structure des molécules et Nature de la liaison chimique »
§17 introduction §18 formation de la liaison chimique §19 liaison ionique §20 liaison covalente §21* les influences mutuelles des atomes §22* liaisons dirigées §23 polarisation §24 moment dipolaire et structure polaire des molécules §25 lion hydrogène et la liaison hydrogène §26 chaleur de formation atomique et énergie de liaison §27* lattraction mutuelle des atomes
Chapitre 3 « Les gaz »
§28 introduction les états dagrégation des substances §29 nature de létat gazeux gaz parfaits et gaz réels §30 équation détat des gaz parfaits §31 calcul des propriétés des gaz parfaits §32 pressions partielles dans les mélanges des gaz parfaits §33 théorie cinétique des gaz §34 vitesses des molécules dans les gaz §35 capacité calorifique des gaz §36 gaz réels §37 la liquéfaction des gaz §38 équation détat des gaz réels §39 équation détat réduite et états correspondants §40 propriétés des gaz très raréfiés §41 propriétés des gaz sous des pressions élevées
Chapitre 4 « Les cristaux et les corps solides amorphes »
§42 introduction §43 quelques renseignements élémentaires sur létat cristallin §44 structure interne des cristaux §45 nature des liaisons dans les cristaux §46 principe des assemblages compacts §47 les cristaux ionique §48 cristaux à liaison covalente §49* les silicates §50 les métaux §51 les alliages §52 les cristaux moléculaires la glace §53 les hydrates cristallisés des sels §54 les cristaux réels §55* les semi-conducteurs §56 températures et chaleurs de fusion des cristaux §57 capacité calorifique des cristaux §58* létat vitreux §59 les composés macromoléculaires les matières plastiques
Chapitre 5 « Les liquides »
§60 létat liquide §61 densité des liquides §62 pression de vapeur saturée des liquides §63 chaleur de vaporisation des liquides §64* viscosité des liquides
Chapitre 6 « Le premier principe de la thermodynamique »
§65 objet de la thermodynamique chimique §66 grandeurs et concepts fondamentaux §67 le travail de détente des gaz parfaits §68 le premier principe de la thermodynamique §69 la loi de Hess §70 détermination expérimentale des effets thermiques §71 calcul des effets thermiques des réactions chimiques §72 influence de la température sur leffet thermique §73 énergie interne et enthalpie
Chapitre 7 « Le deuxième principe de la thermodynamique »
§74 signification et importance du deuxième principe de la thermodynamique §75 possibilité et sens des processus spontanés §76 nature statistique du deuxième principe de la thermodynamique §77 différentes formulations du deuxième principe de la thermodynamique §78 entropie §79 les processus irréversibles §80 relations dans le cas général §81* entropie et probabilité thermodynamique dun système §82 les fonctions caractéristiques et les potentiels thermodynamiques §83 équilibre §84 quelques nouvelles notions et relations §85 application du deuxième principe à la théorie des gaz parfaits §86 les notions fondamentales de la thermodynamique des gaz réels §87 influence des modifications des conditions extérieures sur les équilibres
Chapitre 8 « Equilibres chimiques et équilibres de phase »
§88 les conditions générales des équilibres de phase §89 la règle des phases §90 les systèmes à un composant §91 relations déquilibre dans les transitions de phase §92* le potentiel chimique §93 loi daction de masse constantes déquilibre §94 équation de lisotherme dune réaction chimique §95 laffinité chimique §96 équations de lisobare et de lisochore dune réaction chimique §97 équilibres chimiques dans les réactions hétérogènes §98 théorème de Nernst §99 les entropies absolues §100 calcul des équilibres chimiques énergie de Gibbs de formation des composés chimiques §101 calcul indirect de la variation de lénergie de Gibbs et de la constante déquilibre §102 les méthodes de détermination expérimentale de la variation de lénergie de Gibbs §103 calcul des variations de lentropie dans une réaction §104 variation de la constante déquilibre avec la température §105 détermination des équilibres chimiques à partir des entropies standard et des chaleurs de formation des composants de la réaction §106* calcul des fonctions thermodynamiques par les méthodes comparatives
Chapitre 9 « Les solutions »
§107 introduction procédés de définition de la composition dune solution §108 les solutions liquides §109 les solutions diluées abaissement de la pression de vapeur saturée du solvant §110 température de cristallisation des solutions diluées §111 température débullition des solutions diluées §112 la pression osmotique dans les solutions diluées §113 détermination de la masse moléculaire dune substance dissoute §114 les solutions concentrées §115 pression de vapeur saturée dans les systèmes simples (idéaux) §117 lactivité et le coefficient dactivité §118 composition de la vapeur des solutions §119 température débullition des solutions §120* distillation des mélanges binaires §121* règle du levier §122* la rectification §123* pression de vapeur saturée dans les systèmes à solubilité réciproque limitée des composants §124 solutions de gaz dans les liquides
Chapitre 10 « Les équilibres de phase dans les systèmes condensés »
§125 introduction §126 solubilité réciproque des liquides §127 addition dun troisième composant à un système liquide à deux couches loi de de la distribution §128* représentation graphique de la composition des systèmes ternaires §129* les équilibres isothermiques dans les systèmes liquides ternaires §130 extraction dune substance dissoute §131 la formation de cristaux à partir de solutions diagrammes déquilibre des systèmes simples à point eutectique §132 systèmes dont les composants forment des combinaisons entre eux §133 systèmes dont les composants forment des cristaux mixtes (solutions solides) en toute proportion §134* les systèmes complexes le système CaO SiO2 §135* les systèmes ternaires §136 lanalyse thermique
Chapitre 11 « Les phénomènes de surface »
§137 introduction §138 la tension superficielle §139* thermodynamique des phénomènes de surface dans les systèmes à composant unique §140* influence des variations de surface sur les équilibres chimiques §141* pression de vapeur saturée au-dessus des gouttes très petites §142* influence du degré de dispersion sur la solubilité §143* états métastables et apparition de nouvelles phases §144 propriétés superficielles des solutions §145 adsorption à la surface des liquides §146 les isothermes dadsorption la condensation capillaire §147 ladsorption à partir des solutions §148 influence de la température et de la nature du gaz sur ladsorption §149 nature des phénomènes dadsorption léchange ionique §150 lanalyse chromatographique §151 les applications de ladsorption §152 les pellicules superficielles des solides
Chapitre 12 « Les solutions délectrolytes »
§153 introduction §154 théorie de la dissociation électrolytique §155 lionisation des électrolytes pendant la dissolution les causes de la dissociation électrolytique §156 lhydratation et la solvatation des ions en solution §157 électrolytes forts et électrolytes faibles propriétés des solutions délectrolytes faibles §158 les électrolytes forts §159 propriétés thermodynamiques des solutions délectrolytes §160 propriétés chimiques des solutions délectrolytes §161* le produit de solubilité §162 la dissociation électrolytique de leau concentration des ions hydrogène §163 les solutions tampons §164 vitesse dions nombres de transport §165 la conductibilité électrique des solutions la conductibilité spécifique §166 la conductibilité électrique équivalente §167* conductibilité des électrolytes forts §168 conductibilité des électrolytes faibles §169* applications des déterminations conductométriques
Chapitre 13 « Les processus délectrodes et les forces électromotrices »
§170 introduction §171 les forces électromotrices §172 piles réversibles et irréversibles §173 les potentiels délectrode et les f.é.m. des éléments galvaniques §174 lélectrode à hydrogène §175* lélectrode au calomel §176* mesure des forces électromotrices élément étalon §177 piles de concentration et potentiels de diffusion §178 électrodes et piles doxydo-réduction §179* variation des f.é.m. des piles avec la température §180* détermination potentiométrique du pH et titrage potentiométrique §181 les processus chimiques de lélectrolyse §182 lois quantitatives de lélectrolyse §183 applications pratiques de lélectrolyse §184* la polarisation §185* potentiel de décomposition et surtension §186* la corrosion électrochimique des métaux §187* protection des métaux contre la corrosion
Chapitre 14 « La cinétique des réactions chimiques; les processus photochimiques »
§188 introduction §189 influence de la concentration des réactifs sur la vitesse de réaction §190 la classification cinétique des réactions chimiques §191 lordre des réactions §192 réactions du premier ordre §193 réactions du second ordre §194 les réactions complexes §195 les réactions réversibles §196 influence de la température sur la vitesse de réaction énergie dactivation §197 calcul des constantes de vitesse et des énergies dactivation des réactions §198 les réactions en chaîne §199 cinétique des processus hétérogènes §200 la formation des nouvelles phases §201 la catalyse notions fondamentales §202 la catalyse homogène §203 la catalyse hétérogène §204 théorie de la catalyse hétérogène §205 la catalyse hétérogène dans lindustrie §206* les réactions photochimiques
Chapitre 15 « Létat colloïdal »
§207 introduction §208 différentes espèces de systèmes colloïdaux §209 lyophilie et lyophobie des colloïdes §210 la stabilité des systèmes colloïdaux §211 le mouvement brownien §212 la pression osmotique §213 la diffusion dans les systèmes colloïdaux §214 équilibre de sédimentation §215 les sols lyophobes §216 causes de lapparition de la charge des particules colloïdales §217 coagulation ou floculation des sols lyophobes §218 la peptisation §219 les gelées et les gels §220 formation des systèmes colloïdaux méthodes de dispersion §221 les méthodes de condensation §222 lélectrophorèse §223 la dialyse §224 propriétés optiques des systèmes colloïdaux §225 propriétés générales des émulsions
Chapitre 16 « Méthode des atomes marqués et action chimique des rayonnements »
§226 méthode des atomes marqués §227 les réactions déchange isotopique §228 cinétique des processus radioactifs §229* action chimique des rayons X et des radiations nucléaires
Chapitre 17 « Polymères et matières plastiques »
§230 introduction §231 la formation des polymères §232 structure interne et propriétés physico-chimiques des polymères §233 polymères thermoplastiques et thermodurcissables §234 les trois états des polymères linéaires §235 létat de haute élasticité §236 orientation et cristallinité des polymères §237 phénomènes de relaxation dans les polymères §238 létat vitreux des polymères §239 la plastification des polymères §240 létat plastique (visqueux) des polymères §241* propriétés diélectriques des polymères §242 les matières plastiques §243 les solutions de polymères §244 conclusion
Appendices
I- Valeurs numériques de quelques grandeurs
II- Relations entre quelques unités énergétiques
III- Propriétés thermodynamiques fondamentales de quelques composés organiques dans les conditions standard
IV- Propriétés thermodynamiques fondamentales de quelques substances minérales dans les conditions standard
- bespreking van Kiréev's « Chimie Physique »
(wordt voortgezet)
II- Rosenberg's « College Chemistry -fifth edition- »
Voor het toetsen van de kennis inzake de Theoretische Scheikunde vormt het oplossen van vraagstukken een belangrijk onderdeel. Kiréev's monografie omvat echter alleen theorie en geen problemen of vraagstukken uit de de praktijk.
Bij Schaum bestaat echter sedert 1941 (!!) een monografie die zich specifiek met dergelijke vraagstukken inlaat en uiteraard is deze monografie een uitstekend addendum op Kiréev's boek. Een 2de editie verscheen in 1945, een 3de in 1949, een 4de in 1958, een 5de in 1966, een 6de in 1980, een 7de in 1984, een 8ste in 1996. Vanaf 1972 was er een versie in SI-eenheden beschikbaar met volgende inhoud:
Chapter 1 « Measurements »
§1 introduction §2 the International System of units (SI) §3 SI units §4 multiples and submultiples of SI units §5 Si units for other physical quantities §6 mass and weight §7 use ans misuse of units §8 magnitudes §9 significant figures, exponents, logarithms, slide rule
§1 atoms §2 nuclei §3 relative atomic masses §4 international atomic mass table §5 footnotes to the table of atomic masses §6 symbols §7 formulae §8 formula masses §9 molecular formulae, molecular masses, moles §10 the mole concept
Chapter 3 « Formulae and composition calculations »
§1 introduction §2 empirical formulae §3 composition from formula §4 non stoichiometric factors
Chapter 4 « Calculations from chemical reactions »
§1 introduction §2 molecular relations from equations §3 mass relations from equations
Chapter 5 « Measurements of gases »
§1 gas volumes §2 pressure §3 normal atmospheric pressure §4 standard conditions §5 gas laws §6 Boyles law §7 Charles law §8 Gay-Lussacs law §9 general gas law §10 density of a gas §11 Daltons law of partial pressures §12 collecting gases over water §13 deviations
Chapter 6 « Relative molecular masses of gases »
§1 Avogadros hypothesis §2 molar volume §3 generalized gas law §4 diffusion and effusion of gases §5 gas volume relations from equations
§1 oxidation-reduction reactions §2 oxidation state §3 ionic notation for equations §4 balancing oxidation-reduction equations
Chapter 9 « Equivalent mass »
§1 introduction §2 acids and bases §3 oxidizing and reducing agents
Chapter 10 « Expressing concentrations of solutions »
§1 solute and solvent §2 expressing concentrations in mass per unit volumeunits §3 expressing concentrations in mass per unit mass units §4 summary of main concentration units §5 dilution problems
Chapter 11 Reactions involving standard solutions »
§1 advantages of volumetric standard solutions §2 calculations in terms of molarity
Chapter 12 « Properties of solutions »
§1 introduction §2 molality §3 lowering of freezing point §4 boiling point elevation §5 osmotic pressure §6
Chapter 13 « Energy »
§1 energy units of heat §2 specific heat capacity §3 calorimetry §4 latent heat of fusion §5 latent heat of vaporization §6 enthalpy §7 thermochemical equations §8 law of constant heat summation §9 thermochemical tables and their use §10 the feasibility of a chemical reaction
Chapter 14 « Chemical equilibrium »
§1 introduction §2 the equilibrium constant §3 the partial pressure equilibrium constant §4 effect of vrying the concentration §5 Le Chatelers principle §6 change in free energy and reversible equilibrium
Chapter 15 « Ionic equilibrium »
§1 reactions that are nearly complete §2 ionic dissociation in aqueous solutions §3 the hydroxonium ion §4 the ionization constant §5 ionization constant of water §6 neutral, acid, and basic solutions §7 pH and pOH §8 pK notation §9 hydrolysis §10 buffer solutions §11 weak polyprotic (polybasic) acids §12 titration and indicators §13 complex ions
Chapter 16 « Solubility product and precipitation »
§1 solubility product principle §2 applications of solubility product to precipitation
Chapter 17 « Electrochemistry »
§1 introduction §2 electrical units §3 Ohms law §4 electrical power §5 Faradays laws of electrolysis §6 electrochemical cells §7 standard half-cell potentials or electrode potentials §8 standard electrode potentials and the direction of change in an electrochemical cell §9 concentration effects §10 the use of sdtandard electrode potentials
Chapter 18 « Photochemistry and nuclear chemistry »
§1 light and matter §2 some properties of light §3 nuclear chemistry §4 fundamental particles §5 binding energies §6 nuclear equations §7 radiochemistry
Chapter 19 « Non SI units of measurements »
§1 US and British systems §2 Celsius and Fahrenheit temperature scales §3 interconversion of Celsius and Fahrenheit temperatures §4 Rankine or Fahrenheit absolute scale §5 non SI units of pressure §6 non SI units of energy §7 plan of the solved problems
- appendix A exponents
- appendix B signicant figures
- appendix C logarithms, four place logarithms and antilogarithms
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.2 Theoretische Scheikunde met Zoël Eeckhaut
Van alle hoogleraren, die ik aan de Gentse Alma Mater gekend heb, heeft een ZoëlEeckhaut op mij de grootste indruk nagelaten. Zijn lessen vond ik buitengewoon interessant en ik geloof niet dat ik ooit één van zijn lessen gebrost heb. Ten getuige hiervan, de vele notities die ik indertijd aangebracht heb in zijn driedelige syllabus, waarover ik het verder zal hebben.
Het was overduidelijk dat de man zijn materie en onderwijsopdracht getiteld « Algemene scheikunde, partim anorganische scheikunde met praktische oefeningen » volkomen beheerste. Het bijwonen van zijn lessen was dan ook erg zinvol, te meer daar hij zijn leergang aanvulde met allerlei diagrammen (toestands- en oplosbaarheidsdiagrammen), schetsen en tekeningen (lodenkamerprocedé voor de bereiding van zwavelzuur, hoogovenprocedé, Bessemerpeer, enz.). Deze figuren kwamen echter niet in de syllabus voor en werden in de lessen op het bord geschetst, want inderdaad moeilijk te realiseren op stencil. Wie ooit gestencilde notas vervaardigd heeft, weet drommels goed hoe omslachtig het is, figuren in dergelijk type notas aan te brengen.
Voor dit blog heb ik de levensloop van deze eminente hoogleraar willen nagegaan, hierbij gebruik makend van de mogelijkheden van het Internet. Wat ik hierbij heb kunnen vaststellen, bevestigde mijn globale indruk van eertijds en wil ik de lezer van dit blog niet onthouden.
Zoël Eeckhaut werd geboren in Balegem (1909) en overleed te Gent in 2001. Na zijn middelbare studies (Grieks-Latijnse humaniora) aan het Sint Lievenscollege te Gent, verwierf hij het diploma van scheikundig ingenieur in 1933 en promoveerde hij tot Doctor in de Toegepaste Wetenschappen in 1940. Op 1 oktober 1935 werd hij benoemd tot assistent bij het Laboratorium Analytische Scheikunde (prof. Gillis) en op 1 oktober 1941 tot werkleider. Van januari 1945 tot oktober 1949 werd hij belast met de cursus « Minerale Farmaceutische Scheikunde ». Bij Regentsbesluit (30-09-1949) werd hij vervolgens benoemd tot docent met volgende leeropdracht: « Analytische Scheikunde met praktische oefeningen » (licentie Scheikunde), « Beginselen der Analytische Scheikunde met praktische oefeningen » (Ingenieurs I), « Aanvullingen der Analytische Scheikunde met praktische oefeningen » (Ingenieurs II). Bij K.B. van 4-07-1952 werd zijn bevoegdheid verder uitgebreid met de cursus « Toegepaste Electrochemie, partim: analytische met praktische oefeningen (Ingenieurs III). Met ingang van 1 oktober 1953 werd hij tenslotte benoemd tot Gewoon Hoogleraar (K.B. 30-09-1953) en bij K.B. van 8-12-1953 werd aan zijn bevoegdheid de cursus « Grondige cursus in de Analytische Scheikunde » (licentie Scheikunde) toegevoegd (1) .
Met ingang van 1 oktober 1957 (K.B. 19-10-1957) werd hij, op zijn verzoek, ontlast van voornoemde cursussen en terzelfdertijd belast met volgende cursussen, in vervanging van een René Goubau, een man waarover ik het nog verder zal hebben:
1- « Algemene Scheikunde, partim anorganische scheikunde met praktische oefeningen » (eerste kandidatuur scheikunde, aard- en delfstofkunde, biologie, artsenijbereidkunde en veeartsenijkunde),
2- « Algemene Scheikunde, partim anorganische scheikunde en Beginselen der Fysische Scheikunde, met praktische oefeningen » (Scheikundig Ingenieur I),
3- « Algemene Scheikunde en Beginselen der Fysische Scheikunde » (Bouwkundig Ingenieur I en tweede kandidatuur natuurkunde)
5- « Grondige studie van vraagstukken over de Algemene Anorganische Scheikunde » (licentie scheikunde)
De leeropdrachten 4 en 5 bestonden uit een verdere uitdieping van de voorgaande cursussen en werden in de Angelsaksische literatuur betiteld als "Advanced Inorganic Chemistry". Voor zover ik heb kunnen nagaan, ging het hier over aanvullingen inzake de atoomstructuur, de chemische binding (covalente binding, drie-electronenbinding, metaalbinding), de diverse spectrometrische onderzoeksmethoden betreffende de chemische binding (UV-, IR-, en Ramanspectrometrie, Röntgen en electronen-diffractie, NMR, Mosbauerspectrometrie).
Toen ik in oktober 1958 op de Gentse Alma Mater aankwam, volgden de toekomstige apothekers precies dezelfde, gemeenschappelijke lessen en gebruikten ze ook dezelfde syllabi als de toekomstige chemici en scheikundige ingenieurs. Een gedeelte Beginselen der Fysische Scheikunde en i.h.b. de vraagstukken i.v.m. de chemische thermodynamica, was echter voor toekomstige apothekers geen onderdeel van de examenstof. Wanneer bij toeval een examenvraag dienaangaande getrokken werd (wat o.a bij mij het geval was), mocht de examinandus opteren voor een ander vraagstuk.
Ondanks de zware onderwijsopdracht was Zoël Eeckhaut ook nog op wetenschappelijk vlak erg actief. Naast zijn studie van de chemische reactiesnelheid, van chemische evenwichten ging zijn wetenschappelijke activiteit vooral uit in de richting der analytische chemie: studie van zuur-base evenwichten, studie van analytische reagentia en spectrometrie, studie van redox-potentialen, polarografie, kernchemie en i.h.b. de spectrochemie : Studie over de quantitatieve spectraalanalyse met de elektrischer boog: spectraalanalyse van Aluminium (1941) ; Algemene Methode voor de semiquantitatieve Spectraalanalyse van Vaste Stoffen (1945). Zijn publicaties in zowel binnenlandse en buitenlandse tijdschriften tonen dit ten overvloede aan (2) .
Vermelden we nog dat Zoel Eeckhaut zijn medewerking verleende aan diverse onderzoekcentra: C.O.B.E.A. (Comité Belge pour lEtude des Argiles), C.B.E.E. (Comité Belge dElectrochimie et dElectrométallurgie), C.N.R.M. (Centre National de Rechercherches Métallurgiques), I.I.K.W. (Interuniversitair Instituut voor Kernwetenschappen. Hij was ook Dekaan Faculteit Wetenschappen van 1968 tot 1970.
Het college van Zoël Eeckhaut was een illustratie van de grote belezenheid en de uitgebreide ervaring van deze uitstekende lesgever. Grote aandacht werd besteed niet alleen aan toepassingen, die de chemische ingenieur interesseerden waaronder de metallurgie en de elektrochemische technieken, maar ook de bioloog en de apotheker werden niet vergeten. Waar nodig werd het farmaceutisch gebruik van de stof toegelicht en de giftigheid ervan aangegeven.
Ook kwam de Chemische Analyse al wat aan bod, wat zich ook uitte in de praktische oefeningen, waar de student voor het eerst mocht kennismaken met de bekende H2S-methode en hiertoe de notas opgesteld door een zekere Cyriel Smeets en getiteld « Inleiding tot de semi-mikro kwalitatieve analyse » (ongeveer 50 pagina's) kon gebruiken. Maar het ging hier slechts om een inleiding en de fijne details van het "hoe en waarom van de manipulaties?" werden natuurlijk niet behandeld. Enkele jaren zal ik echter kennis maken met "Treadwell" en kreeg ik antwoord op de vele vragen, die ik mij indertijd gesteld had...
De driedelige cursus was natuurlijk een weerspiegeling van het college. Delen AI en AII hadden betrekking op de Theoretische Scheikunde en Deel B op de Beschrijvende Organische Scheikunde. Voor toekomstige fysici was de leerstof beperkt tot de delen AI en AII, respectievelijk getiteld: beschrijving der stof en chemische verwantschap:
A- BESCHRIJVING DER STOF {Syllabus AI (150 paginas)}
Hoofdstuk 1 « Inleiding »
§1- indeling der stoffen begrippen §2- scheiding van een heterogeen mengsel in homogene stoffen: a- scheiding van vaste stoffen b- scheiding van vaste stoffen en vloeistoffen c- scheiding van niet-mengbare vloeistoffen d- scheiding van gassen van vaste of vloeibare stoffen §3 eigenschappen der stoffen §4- fysische en chemische verschijnselen
Hoofdstuk 2 « Bouw der stof »
§1 moleculaire bouw der stof §2 atomaire bouw der stof §3 elementen §4 verspreiding der elementen in de natuur §5 symbolen en formules chemisch tekenschrift §6 atoomgewicht §7 moleculair gewicht §8 gramatoom en grammolecule getal van Avogrado §9 chemische stoechiometrie: 9.1 de chemische omzetting 9.2 hoofdwetten der stoechiometrie (a- wet van Lavoisier b- wet van Proust c- wet van Dalton d- wet van Richter e- atoomtheorie en chemische stoechiometrie) 9.3 de reactievergelijking 9.4 stoechiometrische berekeningen
§10 atoombouw: 10.1 ontwikkeling der atoommodellen (ontdekking der electronen, ontdekking der protonen, atoommodel van Thomson, proeven van Rutherford, quantumtheorie en atoommodel van Bohr, ontdekking der neutronen en isotopen, moderne atoomtheorie) 10.2 de extranucleaire bouw van het atoom electronenconfiguratie (spectraal lijnen: Paschen, Balmer en Lyman en Rydberg-Ritz-vergelijking, hoofdquantumgetal, nevenquantumgetal, Zeemaneffect, spinquantumgetal, opbouw der electronenschalen en electronenconfiguratie , de leer der golfmechanica, aangeslagen atomen, atoomvolume en atoomstraal, magnetische eigenschappen van atomen
§11 het natuurlijk stelsel der elementen 11.1 de periodiciteit der elementen 11.2 de natuurlijke classificatie historiek 11.3 wet van Moseley en bepaling van het ranggetal 11.4 beschrijving van het periodiek systeem
§12 de chemische binding 12.1 begrip waardigheid of valentie 12.2 ionen en ionenbinding 12.3 de atoombinding of covalente binding (electronenstructuur van enkelvoudige stoffen, electronenstructuur van verbindingen, richting der valenties, hybridisatie en bastaardorbitalen van Pauling, resonantie, polariteit der covalente binding en partieel ionenkarakter, stabiliteit der covalente binding, teken der covalentie, oxydatiegetal, oxydatie en reductie en electrochemische reacties) 12.4 semi-polaire en coordinatief covalente binding 12.5 complexe ionen en coordinatiegetal (stabiliteit der atoomionen, complexe verbindingen, inwendig complexe verbindingen, afwijkingen van de octetregel 12.6 de metaalbinding 12.7 de waterstofbrug 12.8 Van der Waalse binding
§13 bijzonderste chemische functies naamvorming 13.1 oxyden, basen en zuren 13.2 neutralisatie van zuren en basen : zouten 13.3 naamvorming (atoomionen, complexe ionen, ionenverbindingen, covalente (atoom-)verbindingen, oxyden, zuren, base en zouten
Hoofdstuk 3 « Voorkomen der Stof »
§1 de zuivere stof 1.1 aggregatietoestanden der stof 1.2 de vaste toestand (kristalstelsels, polymorfie, structuurdefecten) 1.3 de vloeibare toestand 1.4 de gastoestand (de gaswetten, wet van Dalton, wet van Gay-Lussac, hypothese van Avogadro, formule van water, normaalvoorwaarden, de ideale gasvergelijking, afwijkingen voor niet ideale gassen, het moleculair volume van een gas of molvolume, de gasconstante R, de kinetische gastheorie, gemiddelde snelheid van gasmoleculen diffusiewet van Graham, effusie en diffusie van gassen 1.5 toestandsveranderingen (zuivere stof en mengsel, evenwicht vloeistof-damp en dampdruklijn, kritisch punt, )
§2 homogeen mengsel of oplossing 2.1 samenstelling der oplossing: concentratie 2.2 evenwicht tussen oplossing en opgeloste stof oplosbaarheid 2.3 evenwicht tussen opgeloste stof en twee oplosmiddelen verdelingswet van Nernst 2.4 oplosbaarheid van gassen 2.5 oplosbaarheid van vloeistoffen 2.6 oplosbaarheid van vaste stoffen 2.7 dampdruk van oplossingen 2.8 scheiding van homogeen mengsel: a- distillatie en condensatie b- gefractioneerde kristallisatie c- volledig evenwichtsdiagram 2.9 osmotische druk van oplossingen
§4 de colloïdale toestand 4.1 colloïden en kristalloïden 4.2 echte en colloïdale oplossingen 4.3 colloïdale systemen 4.4 bereiding van colloïden 4.5 eigenschappen van colloïden 4.6 stabiliteit van colloïdale oplossingen 4.7 belang van colloïdale systemen
Hoofdstuk 4 « Bepaling van Moleculair Gewicht en Atoomgewicht »
§1 bepaling van het moleculair gewicht 1.1 moleculair gewicht van gassen en verdampbare stoffen: a- uit de osmotische druk der oplossing b- uit de dampspanning c- door stoomdistillatie d-door kookpuntsverhoging en vriespuntsverlaging e- door titratie 1.3 moleculair gewicht van niet-vluchtige en onoplosbare stoffen 1.4 afwijkingen bij de bepaling van moleculaire gewichten dissociatie en associatie
§2 bepaling van atoomgewichten 2.1 chemische bepaling 2.2 bijzondere methoden §3 bepaling van de formule van een stof
B- DE CHEMISCHE VERWANTSCHAP {syllabus AII (340 paginas)}
Hoofdstuk 1 « Chemische Kinematica »
§1 snelheid der chemische reacties §2 homogene en heterogene reacties §3 snelheid van heterogene reacties §4 snelheid van homogene reacties §5 reacties van eerste orde bij constante literatuur §6 reacties van hogere orde §7 pseudo-mono-moleculaire reacties §8 samengestelde reacties §9 invloed van de druk §10 invloed van de temperatuur op de reactiesnelheid §11 invloed van vreemde stoffen katalyse
Hoofdstuk 2 « Chemische Statica »
§1 evenwicht in homogene systemen 1.1 stabiel en metastabiel evenwicht 1.2 algemene formulering der evenwichtsbetrekking 1.3 evenwichtsbetrekking in partieeldrukken voor gasreacties 1.4 invloed van verschillende factoren op het evenwicht: a- verandering van de concentratie der componenten b- volume- of drukverandering c- invloed van katalysatoren d- invloed van de temperatuur op het evenwicht e- gebied van exotherme en endotherme reacties 1.5 dissociatie-evenwichten: a- thermische dissociatie b- electrolytische dissociatie of ionisatie
§2 voorwaarden voor aflopende reacties
Hoofdstuk 3 « Thermochemie en thermodynamica »
§1 chemische calorimetrie energie in chemische systemen 1.1 eerste wet der thermodynamica 1.2 energie van een chemisch systeem en inwendige energie 1.3 warmte-inhoud of enthalpie §1.4 warmtecapaciteit of soortelijke warmte 1.5 enthalpie en toestandsverandering 1.6 reactiewarmte 1.7 verbindings-warmte of vormingswarmte 1.8 oplossings-, hydratatie-, hydrogenatie-, neutralisatiewarmte 1.9 verbrandingswarmte 1.10 bepaling der reactiewarmte wet van Hess 1.11 verandering der reactiewarmte met de temperatuur betrekking van Kirchhoff
§2 thermodynamica en richting der chemische reacties 2.1 begrip affiniteit 2.2 spontane processen 2.3 reversibele processen 2.4 maximale arbeid 2.5 tweede hoofdwet der thermodynamica 2.6 het begrip entropie 2.7 derde wet der thermodynamica: warmtetheorema van Nernst 2.8 entropie en niet-reversibele processen 2.9 vrije energie 2.10 vrije enthalpie of thermodynamische potentiaal 2.11 vrije energie, thermodynamische potentiaal en temperatuur vergelijking van Gibbs-Helmholtz 2.12 vrije enthalpie en affiniteit ener reactie 2.13 thermodynamische potentiaal in functie van de druk 2.14 chemische potentiaal 2.15 chemische potentiaal van gassen in functie van de druk bij constante temperatuur 2.16 chemische potentiaal voor opgeloste stoffen in verdunde oplossingen 2.17 evenwichtsprincipes 2.18 evenwichtsvoorwaarden voor een homogene gasreactie 2.19 evenwichtsvoorwaarden voor chemische reacties in verdunde oplossing 2.20 chemisch evenwicht in een heterogeen stelsem 2.21 wet der massawerking: evenwichtsconstanten 2.22 wet der massawerking voor niet-ideale gassen en oplossingen: fugaciteit en activiteit 2.23 invloed van de temperatuur op de evenwichtsconstante: reactie-isochore van Van t Hoff 2.24 thermodynamische potentiaal en fasenregel van Gibbs 2.25 electrochemische reacties: electrodereactie en electrodepotentiaal, redoxreactie en redoxotentiaal 2.26 evenwichtsvoorwaarde voor een electrochemische reactie 2.27 wet der massawerking voor electrochemische reacties 2.28 potentiaalbetrekking van Nernst: normaalpotentiaal 2.29 verband tussen nevenwichtsconstante en normaalpotentiaal 2.30 evenwichten in waterige oplossing 2.31 totale reactie of electronenuitwisselingsreactie: galvanisch element; celreactie en EMK van een cel 2.32 evenwichtsconstante der totale reactie en richting der reactie 2.33 EMK van een cel en reactiewarmte der totale reactie 2.34 vorderingsgraad ener reactie 2.35 affiniteit ener reactie 2.36 verband tussen affiniteit en vorderingsgraad voor een totale electrochemische reactie: evenwichtspotentiaal 2.37 verband vorderingsgraad en potentiaal (electrochemische reactie) en vorderingsgraad en pH (chemische reactie) 2.38 buffersystemen 2.39 evenwichtsdiagrammen
Hoofdstuk 4 « Elektrochemie »
§1 electrolyse en electrolytische dissociatie 1.1 electrolytische ontbinding van gesmolten zouten 1.2 wet van Faraday 1.3 electrolyse en geleidbaarheid van vaste stoffen 1.4 electrolytische dissociatie van stoffen in waterige oplossing: theorie van Arrhenius 1.5 ioniserend vermogen van oplosmiddelen 1.6 wet der massawerking en electrolytische dissociatie: verdunningswet van Ostwald 1.7 dissociatie graad en activiteit 1.8 reacties van electrolyten in waterige oplossing
§2 transportverschijnselen van ionen in waterige oplossing 2.1 loopsnelheid: transportgetallen 2.2 bepaling van transportgetallen: proef van Hittorf 2.3 specifieke geleidbaarheid van electrolytoplossingen 2.4 equivalentgeleidbaarheid 2.5 equivalentgeleidbaarheid, beweeglijkheid en loopsnelheid der ionen 2.6 toepassingen der geleidbaarheidsmetingen
§3 electrodepotentialen en redoxpotentialen 3.1 niet-metaal electroden: a- de waterstofelectrode b- de zuurstofelectrode c- thermisch dissociatie-evenwicht van water d- electrolytische dissociatie van water 1.5 zuiver water: stabiliteitsgebied 1.6 andere electroden 3.2 metaalelectroden : de zilverelectrode 3.3 electroden van de tweede soort : referentie-electroden a- de zilver-zilverchloride electrode b- de kwik-kwikchloride electrode (kalomelelectrode) c- de letaal-metaaloxyde electroden 3.4 redoxelectroden 3.5 chinhydronelectrode 3.6 glaselectrode
§4 chemische omzettingen als bron van EMK: EMK van galvanische elementen : 4.1 galvanische elementen 4.2 accumulatoren 4.3 concentratieketens 4.4 redoxelementen 4.5 electrolytische gelijkrichters 4.6 meten van electrodepotentialen: a- principe b- diffusiepotentialen
§5 electrolyse in waterige oplossing: 5.1 polarisatiespanning 5.2 stroomspanningscurve; ontbindingsspanning van een zout; ontladings- of afscheidingspotentiaal van een ion 5.3 polarisatieverschijnselen 5.4 overspanning 5.5 toepassingen der electrolyse: a- electrolytische afscheiding van metalen en niet-metalen b- raffineren van metalen c- galvanostegie en galvanoplastiek d- bereiding van chemische producten
Hoofdstuk 5 « Electronenuitwisseling: Oxydatie en Reductie »
§1 enkele belangrijke oxydantia en reductantia en hun typische reactie §2 totale redoxreactie of electronenuitwisselingsreactie: opstellen van redoxvergelijkingen §3 evenwicht en richting van een totale redoxreactie §4 oxydatievermogen van een redoxsysteem §5 auto-oxydatie en reductie §6 dismutatie §7 redoxequivalent: normaliteit §8 redoxindicatoren en redoxtitraties
Hoofdstuk 6 « Protonenuitwisseling: Zuren en Basen »
§1 evenwichten in zuur-base systemen: 1.1 oudere theorie van Arrhenius 1.2 ionisatie in waterige oplossing 1.3 zuur-base begrip volgens Brönsted 1.4 totale zuur-base reactie: protolyse van zuren en hydrolyse van basen 1.5 de pH schaal 1.6 aciditeitsconstante van een zuur en hydrolyseconstante van een base 1.7 verband tussen hydrolyseconstante en basiciteitsconstante van een base 1.8 sterke en zwakke zuren en basen 1.9 meerbasische zuren en meerzurige basen 1.10 equivalent gewicht van een zuur en van een base
§2 evenwicht in mengsels van zuur-base systemen: amfolyten 2.1 reactie in amfolytoplossingen en in zoutoplossingen 2.2 hydrolyse
§3 pH van oplossingen van zuren, basen en zouten 3.1 pH van oplossingen van zuren en basen 3.2 pH van oplossingen van zouten 3.3 pH van amfolytoplossingen 3.4 mengsels van zuur en base van eenzelfde systeem: bufferoplossingen 3.5 bereiden van oplossingen met bepaalde pH
§4 zuur-base indicatoren: 4.1 omslaggebied van indicatoren 4.2 gebruik van indicatoren: a- titreeranalyse b- colorimetrische pH bepaling
§5 reacties in niet waterige oplosmiddelen §6 veralgemening van het zuur-base begrip
§1 oplosbaarheidsproduct §2 berekenen van de oplosbaarheid uit het oplosbaarheidsproduct §3 invloed van verschillende factoren op de oplosbaarheid 3.1 gemmenschappelijk ion 3.2 indifferente electrolyten (zouteffect) 3.3 complexvormers 3.4 temperatuur en oplosmiddel 3.5 zuurgraad §4 oplosbaarheid van amfotere hydroxyden §5 dissociatie van complexe verbindingen
Hoofdstuk 8 « Fotoneninteractie: Fotochemie »
§1 wet van Einstein of frequentiewet §2 wet van Grotthus of Draper §3 wetten der lichtabsorptie: wet van Lambert-Beer §4 fluorescentie en fosforescentie §5 quantumopbrengst §6 belangrijke fotochemische processen: 6.1 koolstofassimilatie 6.2 fotografisch proces en blauwafdrukken §7 chemoluminescentie
Hoofdstuk 9 « Nucleaire reacties en Kernchemie »
§1 ontdekking der radioactiviteit §2 aard en eigenschappen der radioactieve straling §3 kernverval of desintegratie §4 radioactief evenwicht §5 radioactieve reeksen: verschuivingsregel van Fajans en Soddy §6 eigenschappen der atoomkernen §7 kernreacties en kunstmatige radioactiviteit §8 de transuranen §9 kernsplitsing (fissie) en kernversmalting (fusie) §10 kernenergie §11 radio-isotopen
- bespreking van de cursus:
In de door mij gebruikte syllabi was er geen inhoudsopgave of inhoudstafel aanwezig. De hierboven zeer gedetailleerde inhoudstafels zijn een reproductie van wat ik eind 1958 had aangebracht in mijn cursusnota's. Zodoende had ik immers een globaal beeld van de physische of theoretische scheikunde en kon ik ondanks de vele "bomen" het "bos" blijven zien. Dat een dergelijke initiatief wel nuttig was, werd aangetoond door de talrijke sub-paragrafen. Sommige paragrafen waren zo omvangrijk, dat ze als hoofdstukken konden beschouwd worden.
Het eerste deel van de cursus, getiteld "Beschrijving der Stof", was gewijd aan wat men nu de "Atomistiek" noemt. Hoofdstuk 2 "Bouw der stof" vormde de kern van deze syllabus en omvatte, zoals uit de inhoudstafel blijkt, vier sub- hoofdstukken: de moleculaire bouw van de materie (§1 tot en met §9), de atoombouw (§10), het natuurlijk systeem der elementen (§11) en tenslotte de chemische binding (§12).
Bij het behandelen van de bouw van het atoom, had een Eeckhaut het al over quantum- en golfmechanica, maar gelukkig bleef het maar bij een summiere beschrijving van enkele resultaten. Ook de chemische binding met bvb de bastaard-orbitalen van Linus Pauling, was voor velen, inclusief mijn persoontje, wat moeilijk te verteren. Het bleef (gelukkig) maar bij een eerste kennismaking. Later zou ik vaststellen (zie blog 4) dat een Eeckhaut zijn inspiratie zocht in Pauling's « General Chemistry », maar daar had ik toen geen weet van.
Voor de grondslagen van dit alles verwees Eeckhaut echter wel naar de cursus Natuurkunde. In mijn naïeviteit dacht ik toen dat hij de cursus van Moens bedoelde. Geen ogenblik dacht ik er aan dat deze bemerking bedoeld was voor de studenten natuurkunde of ingenieur, die in hun verder curriculum met een leergang Quantum-mechanica geconfronteerd werden. En eventueel voor chemici, daar deze laatste in de licenties geconfronteerd werden met een grondige cursus Physische Scheikunde, waar de quantum-mechanica en i.h.b. de golfmechanica eveneens aan bod kwam.
Biowetenschappers zoals apothekers, biologen, veeartsen enz. kwamen echter nooit met een dergelijke leergang in aanraking. Zij moesten het stellen met enkele summiere noties en begrippen, waarvan de precieze draagkracht hen onbekend was. Dit is nog steeds het geval en vele biowetenschappers die zich heden inlaten met bvb de (computationele) quantumchemie, geven zich geen rekenschap van de beperkingen van de gebruikte modellen en rekenmethodes. Een Lev Nikolaïev (zie blog 4) schreef in zijn fameus boek « Chimie Moderne » (MIR -1969 p. 101) hieromtrent:
... Bien des fois, voulant faire remarquer que la molécule est une unité structurale, on commet l'erreur de délimiter arbitrairement au sein de son milieu d'existence une certaine entité structurale. Ce faisant, on ne tient aucun compte des liaisons qui existent entre les atomes constituant la molécule et le milieu ambiant ou bien on affirme a priori que ces liaisons sont faibles ou même négligeables. Dans ce cas, comme dans nombre d'autres d'ailleurs, les représentations idéalisées ou schématisées furent fort utiles aux étapes initiales de développement de la chimie, mais devinrent ensuite un obstacle freinant les progrès de cette science et durent donc être révisées.
De nos jours, on ne trouve guère de chimistes qui s'efforceraient de distinguer des molécules isolées dans un cristal ionique, tel le chlorure de sodium; par contre dans les systèmes biochimiques, la notion de molécule reste encore indéfinie et devrait quelquefois être remplacée par la notion de structure subcellulaire....
M.a.w. het model als zouden cellen een soort met water gevulde semi-permeabele zakken zijn waar de diverse moleculen zich gedragen als afzonderlijke entiteiten en waar ze zich vrij kunnen bewegen is een totaal foute voorstelling van de werkelijkheid. Het water die deze biomoleculen omringt maakt essentieel deel uit van de entiteit waarop eventuele quantumberekeningen moeten uitgevoerd worden. Een experimenteel bewijs van deze stelling werd enkele jaren terug geleverd door Gerald Pollack van de Universiteit van Washington (4) . M.a.w. de quantumbiochemie (5) , die zich in wezen beperkt tot de biomoleculen- zelf, laat helemaal niet toe te weten wat er zich in werkelijkheid in een cel afspeelt.
Het tweede deel van de cursus, getiteld "Chemische Verwantschap" omvatte de Chemische Kinematica (hoofdstuk 1) en Chemische Statica (hoofdstuk 2) en Chemische Thermodynamica (hoofdstuk 3). Vervolgens werd op deze basis de Theorie der Chemische Reacties (hoofdstukken 5 tot 7) ontwikkeld. Bijzondere hoofdstukken waren hier de Electrochemie (hoofdstuk 4) en de Nucleaire Chemie (hoofdstuk 9).
In het gedeelte Kinematica en Thermodynamica alsook de Electrochemie, kan men de meeste van de door Eeckhaut behandelde onderwerpen terugvinden in Walther Nernst's fameus boek « Theoretische Chemie » (zie cursiefje "wat is physische scheikunde?"). Het is vrijwel zeker dat voor dit deel van zijn cursus een Eeckhaut heeft geput uit het boek van Nernst, dat ook nog na WOII als een basisreferentie aanzien werd. Maar daar hij, zoals toen gebruikelijk geen bronreferenties opgaf, hadden wij zelfs geen weet van het bestaan van dit werk.
Zeer geïmponeerd door de Chemische Thermodynamica en i.h.b. door de Tweede Hoofdwet, waarover ik wat meer wenste te vernemen, zal ik in 1959 al bij een zekere Arend Joan Rutgers terecht komen. Maar dit is voor een ander cursiefje.
Wat nu met "chemische verwantschap" bedoeld werd, was voor mij (en ik denk voor velen) een raadsel, tot ik ontdekte dat het hier ging om een typisch Hollandse uitdrukking, die voorkwam in Holleman's « Leerboek der Anorganische Chemie » en waarmede "chemische affiniteit" bedoeld werd...
Samengevat, halfweg de jaren zestig kende ik uiteindelijk de bronreferentie van de cursus van Eeckhaut (syllabi AI en AII): in hoofdzaak Walther Nernst's « Theoretische Chemie » (voor meer details zie §7.1) en in veel mindere mate Linus Pauling's « General Chemistry ». Blijkbaar was een Eeckhaut van oordeel dat alleen het atoommodel van Bohr-Sommerfeld geschikt was voor een eerste cursus en dat een behandeling van de chemische binding, gesteund op het quantummechanisch atoommodel, eerst maar kon ná een cursus golfmechanica...
In 1975 zal ik een leerboek ontdekken dat had kunnen fungeren voor dit deel van het college van Eeckhaut en dat zich dezelfde beperkingen oplegde. Het betrof Kiréev's « Chimie Physique »....
-------------------------------- (1) cf. Liber memorialis (RUG)
(2) publicatielijst Zoël Eeckhaut:
(3)
(4) Zie blog 5 voor meer details maar voor lezers, die nu al iets willen weten over deze materie verwijs ik naar een lezing van Gerald Pollack gehouden aan de University of Washington in 2008:
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors")
§ 6.1 Wat is (Algemene) Scheikunde?
Algemene Scheikunde is -zoals Algemene Natuurkunde- eenvoudig te definiëren als de Scheikunde (1) die voor de verklaring van de chemische fenomenen beroep doet op de Klassieke Natuurkunde. Het vak wordt onderwezen in de eerste cyclus van het Hoger en Universitair Onderwijs en wel aan de beginnende bachelor. Meestal wordt deze leergang ingedeeld in Theoretische (d.i. Physische (2) ), Anorganische en Organische Scheikunde en een aantal leerboeken zijn, zoals verder zal aangetoond worden, inderdaad op een dergelijke basis ingericht.
De bedoeling van dit onderwijs is de student een globaal en algemeen beeld te geven van wat scheikunde eigenlijk is, alvorens in een volgende cyclus dieper op bepaalde hoofdstukken en onderwerpen in te gaan. Bij het uitwerken van de te behandelen onderwerpen wordt doorgaans rekening gehouden met de toekomstige beroepsactiviteiten van de student: apotheker, arts, bioloog, chemicus, scheikundig ingenieur enz..
Vroeger werd Algemene Scheikunde net zoals Algemene Natuurkunde- onderwezen door eenzelfde docent aan een zeer heterogeen publiek gaande van toekomstige apothekers tot geologen, van toekomstige artsen tot scheikundigen, van bio-ingenieurs tot scheikundige ingenieurs. Het aantal studenten was immers te gering, om meerdere docenten te verrechtvaardigen. Tegenwoordig heeft elke richting zijn eigen lesgever, waardoor er overdreven specificiteit is opgetreden ten koste van een globaal inzicht in de materie. Er is nu een Algemene Scheikunde specifiek voor artsen, voor apothekers, voor scheikundige ingenieurs enz
Naast deze Algemene Scheikunde heeft zich na WOII een Fundamentele Scheikunde ontwikkeld. Heden kan men dan ook twee types Scheikunde onderscheiden:
- Algemene of Klassieke Scheikunde die ter verklaring van de diverse chemische en physische eigenschappen beroep doet op de klassieke natuurkunde, inclusief het atoommodel van Bohr-Sommerfeld. Deze scheikunde doet geen beroep doet op de quantummechanica, maar wel op de electronentheorie van Lorentz en de zogenaamde oude quantumtheorie van Planck. Het betreft hier de chemie, zoals ze zich ontwikkelde tot ongeveer 1920.
- Fundamentele of Moderne Scheikunde die ter verklaring van de chemische verschijnselen, ook nog beroep doet op de quantummechanica en i.h.b. dit gedeelte dat golfmechanica wordt genoemd. Deze golfmechanica leidt dan, door het toepassen van de Schrödingervergelijking, tot het quantummechanisch atoommodel. Voor het begrijpen van dit type chemie is een kennis van de quantummechanica absoluut noodzakelijk.
Het is natuurlijk niet erg rationeel moderne of fundamentele scheikunde te willen onderwijzen aan studenten, die nog geen notie hebben van wat quantummechanica eigenlijk is.
Nochtans werd een dergelijke poging door Linus Pauling ondernomen in 1947, jaar van het verschijnen van zijn « General Chemistry », werk dat voor "freshmen" (eerstejaarsstudenten) bestemd was. Deze eminente chemicus wist echter zeer goed waar het schoentje knelde want hij had in 1935 samen met Bright Wilson al een « Introduction to Quantum Mechanics » gepubliceerd, een boek dat specifiek voor chemici (hogere bachelorjaren) bestemd was. Het was dus een beetje als het paard achter de kar spannen.
Een gelijkaardige situatie hebben we al ontmoet bij de Natuurkunde, waar eveneens een onderscheid diende gemaakt te worden tussen de Klassieke Natuurkunde s.s. en de Moderne of beter Fundamentele Natuurkunde, waar eveneens de quantummechanica aan bod kwam. Hier was het een Richard Feynman, die met zijn « Lectures on Physics », een lessencyclus bestemd voor freshmen en sophomores (eerste- en tweedejaarsstudenten), de kloof trachtte te overbruggen. Er werd toen aangetoond dat Resnick' en Halliday's « Physics » beter geschikt was voor beginnende bachelors.
Wat nu de Klassieke Scheikunde betreft, wordt het volledige terrein afgebakend door Kiréev's « Chimie Physique » (Theoretische Scheikunde), Nekrassov's « Chimie Minérale » en Térentiev's « Chimie Organique ». Voor beginnende bachelors zijn deze leerboeken zeer geschikt.
Voor wat de Moderne of Fundamentele Scheikunde betreft is de monografie van Lev Nikolaëv « Chimie Moderne » zeker aan te raden. Laatstgenoemd werk behandelt de eigenlijke grondslagen van de moderne scheikunde en is bestemd voor eindigende bachelors. In dit opzicht verschilt dit werk van Pauling's « General Chemistry », dat een soort synthese tussen de Algemene en Fundamentele Scheikunde beoogt.
Nikolaëv's** « Chimie Moderne » en « Principes de la Chimie Physique de processus biologiques »
* zeer geschikt voor beginnende bachelors ** geschikt voor eindigende bachelors
Het lijkt dus wel aangewezen de klassieke scheikunde strict te scheiden van de moderne of fundamentele scheikunde. De volle draagwijdte en enorm belang van deze laatste scheikunde komt eerst maar tot uiting na een grondige studie van de klassieke scheikunde. De moderne scheikunde heeft overigens aanleiding gegeven tot een nieuwe discipline de zogenaamde quantumchemie, die toelaat via berekeningen met behulp van een computer (computationele chemie) de structuur alsook bepaalde eigenschappen van moleculen te bepalen.
Samengevat een volledige studie van de chemie bestrijkt achtereenvolgens de algemene chemie → de fundamentele chemie → de quantumchemie.
Om al deze redenen wordt dan ook de klassieke scheikunde in dit blog, de moderne of fundamentele scheikunde in volgend blog behandeld.
Ten einde een globale inzicht in de scheikunde te bevorderen is een monografie, die over de historische ontwikkeling van de chemie handelt, bijzonder nuttig. Naar mijn mening, is hier het boek van Aaron John Ihde «The Development of Modern Chemistry » daterend van 1964 en opnieuw uitgegeven bij Dover (1984), sterk aan te bevelen.
Het werk bestrijkt de ganse geschiedenis van de scheikunde tot halfweg de twintigste eeuw en omvat vier delen:
- Part I The Foundations of Chemistry
Chapter 1 « Prelude to Chemistry »
§1 ancient knowledge of matter §2 the alchemical heritage §3 the medical heritage §4 the technological heritage §5 the beginning of housecleaning
Chapter 2 « Pneumatic Chemistry »
§1 Stephen Hales §2 Joseph Black §3 Henry Cavendish §4 Joseph Priestley §5 Carl Wilhelm Scheele
- Part II The Period of Fundamental Theories
Chapter 3 « Lavoisier and the Chemical Revolution »
§1 the attack of the phlogiston theory §2 rise of the new chemistry §3 science and the French Revolution
Chapter 4 « Chemical combination and the Atomic Theory »
§1 rise of analytical chemistry §2 affinity concepts §3 equivalence and combining proportions §4 Higgins, Dalton and the atomic theory §5 Berzelius and atomic symbols §6 Gay-Lussac and combining volumes §7 Avogadros hypothesis
Chapter 5 « Electrochemistry and the Dualistic Theory »
§1 the discovery of chemical electricity §2 investigations of chemistry and electricity §3 Berzelius and the dualistic theory §4 Faraday and the electrochemical laws
Chapter 6 « The Period of Problems »
§1 the atomic weight problem §2 Berzelius early efforts §3 the law of Petit and Dulong §4 the law of isomorphism §5 Dumas and the determination of vapor densities §6 equivalents §7 Prouts hypothesis §8 concepts about elements and compounds
§1 knowledge of organic compounds in 1800 §2 vitalism §3 elementary organic analysis §4 investigation of new compounds §5 isomerism §6 atomic weight of carbon §7 growth of the radical theory §8 substitution and the type theory §9 studies of polybasic acids
Chapter 8 « Organic Chemistry II: Organization »
§1 the chaos of the 1840s §2 the organic efforts of Laurent and Gerhardt §3 the new type theory §4 the concept of valence §5 the contributions of Kekulé and Couper §6 Cannizzaro and the return to Avogadros hypothesis
Chapter 9 « Classification of the Elements »
§1 discovery of new elements §2 early attempts at classification §3 immediate precursors of the periodic table §4 the periodic law of Mendeleev and Meyer §5 subsequent developments
- Part III The Growth of Specialization
Chapter 10 «The Diffusion of Chemical Knowledge »
§1 chemical education to 1825 §2 development of laboratories §3 Liebig and the Giessen laboratory §4 extension of experimental chemistry §5 chemical education in America §6 chemical publications §7 the rise of chemical societies
Chapter 14 « Inorganic Chemistry I: Fundamental Developments »
§1 general developments §2 the discovery of fluorine §3 Moissan and the electric furnace §4 the rare gases §5 the rare earths §6 Werner and the coordination complexes
Chapter 15 « Physical Chemistry I: Origins »§1 physical properties and chemical constitution §2 the development of kinetic theory and thermodynamics §3 dynamics of reactions §4 theory of solutions §5 colloid chemistry
§1 photosynthesis §2 soil chemistry and plant growth §3 physiology and medicine §4 respiration and putrefaction §5 public health
Chapter 17 « Industrial Chemistry I: The Nineteenth century »
§1 the rise of the chemical industry §2 sulfuric acid §3 alkalies §4 bleaching chemicals §5 fertilizers §6 explosives §7 gaseous fuels as illuminants §8 coal tar chemicals and the synthetic dye industry §9 pharmaceuticals §10 other organic fine chemicals §11 glass §12 metallurgy §13 electrochemistry
- Part IV The Century of the Electron
Chapter 18 « Radiochemistry I: Radioactivity and Atomic Structure »
§1 shortcomings of the Daltonian atom §2 gas discharge tubes and their consequences §3 radioactivity §4 the structural atom
Chapter 19 «Radiochemistry II: The Nuclear Age »
§1 transmutation §2 artificial radioactivity §3 nuclear fission §4 neptunium and plutonium §5 exploitation of nuclear energy §6 problems of nuclear structure
Chapter 20 « Physical Chemistry II: Maturity »
§1chemical thermodynamics §2 kinetics §3 chemical bonding §4 solution theory §5 crystallography (structural analysis) §6 spectroscopy §7 photochemistry §8 colloid chemistry and high polymers
Chapter 21 « Analytical Chemistry II: Expansion »
§1 developments in traditional quantitative analysis §2 instrumentation §3 chromatography §4 microanalysis §5 isotopes in analytical chemistry §6 isotopes and the measurement of time
Chapter 22 « Inorganic Chemistry II: Decline and Rise »
Chapter 25 « Industrial Chemistry II: Chemicals for Industrial Use »
§1 twentieth century trends §2 production of standard chemicals §3 industrial gases and their uses §4 solvents §5 organic synthesis chemicals §6 agricultural sources of chemicals §7 new metals and new alloys
Chapter 26 « Industrial Chemistry III: Chemicals for Consumers »
§1 synthetic drugs §2 explosives §3 other chemicals for warfare §4 petroleum products §5 plastics §6 textiles §6 rubber (synthetic and natural) §7 agricultural chemicals
Chapter 27 « Growth and Problems »
§1 growth of the chemical profession §2 problems of the chemical profession §3 non-professional problems created by chemistry §4 responsibilities for the future
- appendix I: Discovery of the elements
- appendix II: Discovery of radioactive isotopes
- appendix III: Radioactive decay series
- appendix IV: Nobel Prize winners in chemistry, physics and medicine
- korte bespreking van Aaron Ihde's « The Development of Modern Chemistry »
Uit de inhoud van deze volumineuze (bijna 900 pagina's) monografie, daterend uit de zestiger jaren, blijkt dat de chemie zich ontwikkelt heeft langs vier assen: de theoretische of beter de physische chemie, de analytische chemie, de biologische en de industriële chemie, die als subdisciplines kunnen beschouwd worden. Sedert het begin van de twintigste eeuw kwam er nog een vijfde as of subsiscipline bij: de nucleaire chemie en de radiochemie.
Elke as omvat een mineraal (anorganisch) en een organisch luik en het is evident dat een overkoepelende leergang "algemene chemie" materie uit deze vier (vijf) subdisciplines zal bevatten.
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13-03-2010
§ 5.7 Physics met Resnick en Haliday
Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors"
§5.7 Physics met Resnick en Haliday
Zoals uit het Voorwoord van de editie van 1966 blijkt, had de volledige titel van dit boek moeten luiden Physics for Students of Science and Engineering. Dezelfde auteurs hebben immers ook nog het boek Fundamentals of Physics gepubliceerd, waardoor gemakkelijk verwarring tussen beide boeken ( van beide bestaan er meerdere edities, die in meer dan twintig talen vertaald werden !!) kan optreden. Het boek Physics is echter van een duidelijk meer technisch niveau dan Fundamentals, dat meer de nadruk legt op de fysische concepten.
Zoals men het in de USA uitdrukt, Physics is calculus based terwijl Fundamentals eerder algebra/trigonometry based is.
Heden is de redactieverantwoordelijkheid van Physics toevertrouwd aan Ken Krane, van Fundamentals aan Jearl Walker en beide treden nu ook op als coauteur van het boek waarvoor hun redactieverantwoordelijkheid verleend werd .
In tegenstelling met de latere en huidige edities (Fundamentals is aan zijn achtste, Physics aan zijn vijfde editie toe !!), is de Physics editie 1966 eerder sober van opvatting, waardoor de behandelde fysische onderwerpen meer tot hun recht komen en de lezer zich beter op het eigenlijke onderwerp kan concentreren.
Het boek omvat 2 wel te onderscheiden delen waarvan alleen part 1 (Mechanics and Thermodynamics) in 1966 herwerkt werd ; voor part 2 (Electromagnetics, Optics) werd grotendeels de oorspronkelijke tekst (1960) behouden. Uiteraard bespreekt Physics (1966) niet de actuele onderwerpen die de hedendaagse wetenschapper het meest interesseren en i.h.b. de subatomaire en vaste stof fysica en die aan de basis liggen van de huidige technologische wonderen.
Het zo belangrijke kapittel Quantumfysica, wordt slechts zeer summier aangehaald (hoofdstukken 47 en 48), en dit niettegenstaande de quantumfysica reeds in 1926 tot volle wasdom was gekomen. Latere edities van Physics brengen hierin weinig verandering, omdat quantumfysische onderwerpen nu eenmaal hoge wiskundige eisen stellen, en de auteurs zich willen richten tot een breed publiek.
Toch blijft, naar mijn gevoelen, Physics (1966) een waardevol boek omdat de andere onderwerpen zeer behoorlijk afgehandeld worden. Er wordt telkens opnieuw verwezen naar het experiment, waardoor de lezer het contact met de realiteit steeds behoudt. Aanbevolen voor personen, met beperkte wiskundige vorming (enige kennis over Calculus is wel vereist) en die zich interesseren aan de klassieke Algemene Natuurkunde. Ziehier nu een inhoudsoverzicht:
-Part 1 Mechanics and Thermodynamics - :
Chapter 1 « MEASUREMENT » §1Measurement §2 Physical quantities, standards and units §3 Reference frames §4 Standard of length §5 Standard of time §6 Systems of units
Chapter 2 «VECTORS » §1 Vectors and scalars §2 Addition of vectors: geometrical method §3 Resolution and addition of vectors: analytical method §4 Multiplication of vectors §5 Vectors and the laws of physics
Chapter 3 « MOTION IN ONE DIRECTION » §1 Mechanics §2 Particle kinematics §3 Average velocity §4 Instantaneous velocity §5 One-dimensional motion - variable velocity §6 Acceleration §7 One-dimensional motion - variable acceleration §8 One-dimensional motion - constant acceleration §9 Consistency of units and dimensions §10 Freely falling bodies §11 Equations of motion in free fall
Chapter 4 « MOTION IN A PLANE » §1 displacement, velocity and acceleration §2 motion in a plane with constant acceleration §3 projectile motion §4 uniform circular motion §5 tangential acceleration in circular motion §6 relative velocity and acceleration
Chapter 5 « PARTICLE DYNAMICS I » §1 Classical mechanics §2 Newtons first law §3 Force §4 Mass - Newtons second law §5 Newtons third law of motion §6 Systems of mechanical units §7 The force laws §8 Weight and mass §9 Static procedure of measuring forces §10 Some applications of Newtons laws of motion
Chapter 6 « PARTICLE DYNAMICS II » §1 Introduction §2 Frictional forces §3 The dynamics of uniform circular motion §4 Forces and pseudo-forces §5 Classical mechanics, relativistic mechanics, quantum mechanics
Chapter 7 « WORK AND ENERGY » §1 Introduction §2 Work done by a constant force §3 Work done by a variable force one-dimensional case §4 Work done by a variable force - two-dimensional case §5 Kinetic energy and the work-energy theorem §6 Significance of the work-energy theorem §7 Power
Chapter 8 « THE CONSERVATION OF ENERGY » §1 Introduction §2 Conservative forces §3 Potential energy §4 One-dimensional conservative systems §5 The complete solution of the problem for one-dimensional forces depending on position only §6 Two and three-dimensional conservation systems §7 Non conservative forces §8 The conservation of energy §9 Mass and energy
Chapter 9 « CONSERVATION OF LINEAR MOMENTUM » §1 Center of mass §2 Motion of the center of mass §3 Linear momentum of a particle §4 Linear momentum of a system of particles §5 Conservation of linear momentum §6 Some applications of the momentum principle §7 Systems of variable mass
Chapter 10 « COLLISIONS » §1 What is a collision? §2 Impulse and momentum §3 Conservation of momentum during collisions §4 Collisions in one dimension §5 The true measure of a force §6 Collisions in two and three dimensions §7 Cross section §8 Reactions and decay processes
Chapter 11 « ROTATIONAL KINEMATICS » §1 Rotational motion §2 Rotational kinematics : the variables §3 Rotation with constant angular acceleration §4 Rotational quantities as vectors §5 Relation between linear and angular kinematics for a particle in circular motion :scalar form §6 Relation between linear and angular kinematics for a particle in circular motion : vector form
Chapter 12 « ROTATIONAL DYNAMICS I » §1 Introduction §2 Torque acting on a particle §3 Angular momentum of a particle §4 Systems of particles §5 Kinetic energy of rotation and rotational inertia §6 rotational dynamics of a rigid body §7 the combined translational and rotational motion of a rigid body
Chapter 13 « ROTATIONAL DYNAMICS II AND THE CONSERVATION OF ANGULAR MOMENTUM » §1 Introduction §2 The top §3 Angular momentum and angular velocity §4 Conservation of angular momentum §5 Some others aspects of the conservation of angular momentum §6 Rotational dynamics : a review
Chapter 14 « EQUILIBRIUM OF RIGID BODIES » §1 Rigid bodies §2 The equilibrium of a rigid body §3 Center of gravity §4 Examples of equilibrium §5 Stable, unstable and neutral equilibrium of rigid bodies in a gravitational field)
Chapter 15 « OSCILLATIONS » §1 Oscillations §2 The simple harmonic oscillator §3 Simple harmonic motion §4 Energy considerations in simple harmonic motion, §5 Applications of simple harmonic motion §6 Relation between simple harmonic motion and uniform circular motion §7 Two-body oscillations §8 Damped harmonic motion §9 Forced oscillations and resonance
Chapter 16 « GRAVITATION » §1 Historical introduction §2 The law of universal gravitation §3 The constant of universal gravitation G §4 Inertial and gravitational mass §5 Variations in acceleration due to gravity §6 Gravitational effect of a spherical distribution of mass §7 The motion of planets and satellites §8 The gravitational field §9 Gravitational potential energy §10 Potential energy for many-particles systems §11 Energy considerations in the motions of planets and satellites §12 The earth as an inertial reference frame §13 The principle of equivalence)
Chapter 17 « FLUID STATICS » §1 Fluids §2 Pressure and density §3 The variation of pressure in a liquid at rest §4 Pascals principle and Archimedes principle §5 Measurement of pressure
Chapter 18 « FLUID DYNAMICS » §1 General concepts of fluid flow §2 Streamlines §3 The equation of continuity §4 Bernoullis equation §5 Applications of Bernoullis equation and the equation of continuity §6 Conservation of momentum in Fluids Mechanics §7 Fields of flow
Chapter 19 « WAVES IN ELASTIC MEDIA » §1 Mechanical waves §2 Types of waves §3 Travelling waves §4 The superposition principle §5 Wave speed §6 Power and intensity in wave motion §7 Interference of waves §8 Complex waves §9 Standing waves §10 Resonance
Chapter 20 «SOUND WAVES » §1 Audible, ultrasonic and infrasonic waves §2 Propagation and speed of longitudinal waves §3 Travelling longitudinal waves §4 Standing longitudinal waves §5 Vibrating systems and sources of sound §6 Beats §7 The Doppler effect
Chapter 21 « TEMPERATURE » §1 Macroscopic and microscopic descriptions §2 Thermal equilibrium : the zeroth law of thermodynamics §3 Measuring temperature §4 The constant volume gas thermometer §5 Ideal gas temperature scale §6 The Celsius and Fahrenheit scales §7 The international practical temperature scale §8 Temperature expansion
Chapter 22 « HEAT AND THE FIRST LAW OF THERMODYNAMICS » §1 Heat, a form of energy §2 Quantity of heat and specific heat §3 Molar heat capacities of solids §4 Heat conduction §5 The mechanical equivalent of heat §6 Heat and work §7 The first law of thermodynamics §8 Some applications of the first law of thermodynamics
Chapter 23 « KINETIC THEORY OF GASES I » §1 introduction §2 ideal gas : a macroscopic description §3 ideal gas : a microscopic definition §4 kinetic calculation of the pressure §5 kinetic interpretation of temperature §6 intermolecular forces §7 specific heats of an ideal gas §8 equipartition of energy)
Chapter 24 « KINETIC THEORY OF GASES II » §1 Mean free path §2 Distribution of molecular speeds §3 Experimental confirmation of the Maxwellian distribution §4 Brownian motion §5 The Van der Waals equation of state)
Chapter 25 « ENTROPY AND THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS » §1 Introduction §2 Reversible and irreversible processes §3 The Carnot cycle §4 The second law of thermodynamics §5 The efficiency of engines §6 The thermodynamic temperature scale §7 Entropy : reversible processes §8 Entropy : irreversible processes §9 Entropy and the second law §10 Entropy and disorder
-Part 2 Electromagnetics, Optics - :
Chapter 26 « CHARGE AND MATTER » §1 Electromagnetism: a preview §2 Electric charge §3 Conductors and isolators §4 Coulombs law §5 Charge is quantized §6 Charge and matter §7 Charge is conserved
Chapter 27 «THE ELECTRIC FIELD » §1 The electric field §2 The electric field strength E §3Lines of force §4 Calculation of E §5A point charge in an electric field §6 A dipole in an electric field
Chapter 28 « GAUSS LAW » §1 Flux of the electric field §2 Gauss law §3 Gauss law and Coulombs law §4 An insulated conductor §5 Experimental proof of Gauss law and Coulombs law §6 Gauss law: some applications §7 The nuclear model of the atom
Chapter 29 « ELECTRIC POTENTIAL » §1 Electric potential §2 Potential and field strength §3 Potential due to a point charge §4 A group of point charges §5 Potential due to a dipole §6 Electric potential energy §7 Calculation of E from V §8 An insulated conductor §9 The electrostatic generator
Chapter 30 « CAPACITORS AND DIELECTRICS » §1 Capacitance §2 Calculating capacitance §3 Parallel-plate capacitor with dielectrics §4 Dielectrics : an atomic view §5 Dielectrics and Gauss law §6 Three electric vectors §7 Energy storage in an electric field
Chapter 31 « CURRENT AND RESISTANCE » §1 Current and current density §2 Resistance, resistivity and conductivity §3 Ohms law §4 Resistivity: an atomic view §5 Energy transfers in an electric circuit
Chapter 32 « ELECTROMOTIVE FORCES AND CIRCUITS » §1 Electromotive force §2 Calculating the current §3 Other single-loop circuits §4 Potential differences §5 Multiloop circuits §6 Measuring currents and potential differences §7 The potentiometer §8 RC circuits
Chapter 33 « THE MAGNETIC FIELD » §1 The magnetic field §2 The definition of B §3Magnetic force on a current §4 Torque on a current loop §5 The Hall effect §6 Circulating charges §7 The cyclotron §8 Thomsons experiment
Chapter 34 « AMPERES LAW » §1 Ampère s law §2 B near a long wire §3 Magnetic lines of induction §4 Two parallel conductors §5 B for a solenoid §6 The Biot-Savart law
Chapter 35 « FARADAY S LAW » §1 Faradays experiments §2 Faradays law of induction §3 Lenzs law §4 Induction : a quantitative study §5 Time-varying magnetic fields §6 The betatron §7 Induction and relative motion
Chapter 36 « INDUCTANCE » §1 Inductance §2 Calculation of inductance §3 An LR circuit §4 Energy and the magnetic field §5 Energy density and the magnetic field
Chapter 37 « MAGNETIC PROPERTIES OF MATTER » §1 Poles and dipoles §2 Gauss law for magnetism §3 Paramagnetism §4 Diamagnetism §5 Ferromagnetism §6 Nuclear magnetism §7 Three magnetic vectors
Chapter 38 « ELECTROMAGNETIC OSCILLATIONS » §1 LC oscillations §2 Analogy to simple harmonic motion §3 Electromagnetic oscillations : quantitative §4 Forced oscillations and resonance §5 Lumped and distributed elements §6 Electromagnetic cavity oscillator §7 Induced magnetic fields §8 Displacement currents §9 Maxwells equations §10 Maxwells equations and cavity oscillations
Chapter 39 « ELECTROMAGNETIC WAVES » §1 Transmission lines §2 Coaxial cable - fields and currents §3 Waveguide §4 Radiation §5 Travelling waves and Maxwells equations §6 The Poynting vector
Chapter 40 « NATURE AND PROPAGATION OF LIGHT » §1 Light and the electromagnetic spectrum §2 Energy and momentum §3 The speed of light §4 Moving sources and observers §5 Doppler effect
Chapter 41 « REFLECTION AND REFRACTION PLANE WAVES AND PLANE SURFACES » §1 reflection and refraction §2 Huygens principle §3 Huygens principle and the law of reflection §4 Huygens principle and the law of refraction §5 Total internal reflection §6 Fermats principle)
Chapter 43 « INTERFERENCE » §1 Youngs experiment §2 Coherence §3 Intensity in Youngs experiment §4 Adding wave disturbances §5 Interference from thin films §6 Phase changes on reflection §7 Michelsons interferometer §8 Michelsons interferometer and light propagation
Chapter 44 « DIFFRACTION » §1 introduction §2 single slit §3 single slit : qualitative §4 single slit : quantitative §5 diffraction at a circular aperture §6 double slit
Chapter 45 « GRATINGS AND SPECTRA » §1 introduction §2 multiple slits §3 diffraction gratings §4 resolving power of a grating §5 X ray diffraction §6 Braggs law
Chapter 47 « LIGHT AND QUANTUM PHYSICS » §1 sources of light §2 cavity radiators §3 Plancks radiation formula §4 Photoelectric effect §5 Einsteins photon theory §6 The Compton effect §7 Line spectra §8 The Hydrogen atom §9 The correspondence principle)
Chapter 48 « WAVES AND PARTICLES » §1 matter waves §2 atomic structure and standing waves §3 wave mechanics §4 meaning of ψ §5 the uncertainty principle
SUPPLEMENTARY TOPICS :
1) Relation between linear and angular kinematics for a particle moving in a plane
2) Polar vectors and axial vectors
3) The wave equation for a stretched string
4) Derivation of Maxwells speed distribution law
5) The differential form of Maxwells equations and the electromagnetic wave equation
APPENDICES : definition of standards and fundamental and derived physical constants, miscellaneous terrestrial data, the solar system, periodic table of the elements, the particles of physics, symbols, dimensions and units for physical quantities, conversion factors, mathematical symbols, mathematical formulas, values of trigonometric functions, Nobel Prize Winners in Physics, The Gaussian system of units
(Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors")
§ 5.10 Physica en Biophysica voor artsen
In 1973 kwam er eindelijk een leerboek Algemene Natuurkunde specifiek bestemd voor biowetenschappers op de markt en dit op initiatief van de Franse hoogleraar en geneesheer Christian Bénézech (1) .
In een voorgaand cursiefje heb ik er al op gewezen dat biowetenschappers en vooral toekomstige artsen, apothekers en tandartsen een cursus Algemene Natuurkunde moesten te volgen, waarvan de behandelde onderwerpen zeer weinig te maken hadden met de noodwendigheden van het toekomstig beroep. Dit was ook in Frankrijk het geval en lokte heel wat kritiek en verzet uit bij de toenmalige studenten. Een gevolg van Mei 68... was nu dat deze gerechtvaardigde kritiek deze keer wél gehoor vond bij de politieke en academische autoriteiten.
Aldus kwam een vierdelig leerboek met als veelzeggende titel « Physique et Biophysique » tot stand waaraan vier ploegen, drie uit Parijs, één uit Montpellier hun medewerking verleenden. Deze ploegen waren samengesteld uit medici en fysici, of uit medici met doctoraat in de fysische wetenschappen:
* « Physique et Biophysique » fascicule 1 Mécanique, Thermodynamique, Physico-Chimie- (C. Bénézech et J. Llory Masson 468 pages -1973-)
* « Physique et Biophysique » fascicule 3 Biophysique sensorielle- (M. Burgeat, Y Grall et D. Loth 298 pages -1973-)
* « Physique et Biophysique » fascicule 4 Bases de lutilisation médicale et biologique des radiations- (J. Dutreix, A. Desgrez, B. Bok et C. Chevalier 233 pages -1973-)
De eerste twee volumes hadden betrekking op de algemene natuurkunde of fysica, de laatste twee waren gericht op de algemene biologische natuurkunde of biofysica, een vakgebied dat vooral interessant was voor artsen, apothekers, en dito...
I- Algemene Fysica voor biowetenschappers
Volume 1 handelde zoals de monografie van Simon en Dognon (zie voorgaand cursiefje) evenzeer over de mechanica, de thermodynamica, maar de leerstof werd beperkt tot onderwerpen, die belangrijk waren voor biowetenschappers. De fysische scheikunde daarentegen heel wat meer uitgediept en geöriënteerd naar de biowetenschappen. Het boek omvatte volgende hoofdstukken en onderwerpen:
-Première Partie: «Propriétés générales de la matière et de ses transformations»
Chapitre 2 « Notion de force, Eléments de géométrie vectorielle, Principes de statique » §1 Divers types de vecteurs §2 Moment dun vecteur §3 Systèmes de vecteurs équivalents §4 Equilibre des corps, éléments de statique §5 Principe fondamentale de laction et de la réaction §6 Equilibre du point matériel §7 Equilibre du solide
Chapitre 3 « Notions de Cinématique » §1 Généralités §2 Méthodes générales détude d un mouvement §3 Etude de quelques mouvements particuliers §4 Propagation d un mouvement vibratoire: notion de radiation
Chapitre 4 « Le Principe fondamentale de la Dynamique et ses applications » §1 Principe fondamentale de la dynamique §2 Conséquences et applications du principe fondamentale de la dynamique §3 Applications du principe fondamentale aux mouvements dun corps solide
Chapitre 5 « Energie mécanique » §1 Notion de travail §2 Généralisation de la notion d énergie cinétique §3 Conservation de lénergie mécanique: énergie cinétique et énergie potentielle §4 Notion de potentiel
Chapitre 6 « Eléments de Thermodynamique » §1 Généralités §2 Notion de température §3 Notion de quantité de chaleur §4 Les principes de la thermodynamique §5 La notion de lénergie libre
-Deuxième Partie: «Physico chimie générale»
Chapitre 1 « La Structure moléculaire de la Matière » §1 La réalité moléculaire et l agitation thermique §2 Les interactions moléculaires
Chapitre 2 « Les Etats de la Matière » §1 Généralités sur les états de la matière §2 Létat gazeux §3 Létat liquide
Chapitre 4 « Mélanges gazeux » §1 Généralités sur les mélanges §2 Caractérisation d un mélange gazeux §3 Diffusion en phase gazeuse §4 Dissolution des gaz
Chapitre 5 « Notions générales sur la Constitution des Solutions » §1 Dissolution des liquides §2 Dissolution des solides §3 Dissolution des électrolytes: dissociation §4 Expression quantitative de la composition dune solution
Chapitre 6 « Propriétés générales des Solutions » §1 Généralités §2 Diffusion dans les solutions §3 Pression osmotique §4 Cryoscopie
Chapitre 7 « Propriétés optiques des Solutions » §1 Généralités §2 Structure électronique de latome §3 Les spectres atomiques démission et dabsorption §4 Applications de la spectrométrie atomique §5 Les spectres moléculaires §6 Les spectres dabsorption des solutions §7 Phénomènes de fluorescence et de phosphorescence
Chapitre 8 « Propriétés électriques des Solutions » §1 Attraction entre charges de signe opposé §2 Déplacement des ions dans un champ électrique: conductivité des solutions délectrolytes §3 Conséquences du déplacement des ions dans un champ électrique §4 Différences de potentiel électrique: potentiels métal solution
Chapitre 9 « Dissociation acide, pH » §1 Dissociation de leau: acides et bases §2 Les ampholytes §3 Systèmes tampons §4 Mesure de pH
Chapitre 11 « Phénomènes de Surface » §1 Généralités §2 Notion de tension superficielle §3 Energie superficielle §4 Théorie de Laplace §5 Tension superficielle des solutions aqueuses §6 Notion de tension interfaciale §7 Généralisation des phénomènes de surface, ladsorption
-Troisième Partie: «Eléments de biologie physico chimique»
Chapitre 1 « LEau, milieu biologique » §1 Généralités §2 Propriétés physiques et structure de la molécule deau §3 Rôle de leau dans la régulation thermique §4 Intervention biochimique de leau
Chapitre 2 « Les Macromolécules biologiques » §1 Généralités sur «létat colloïdale» §2 Les solutions colloïdales §3 Propriétés des macromolécules dues à leurs dimensions §4 Sédimentation et centrifugation des solutions macromoléculaires §5 Propriétés électriques des protéines
Chapitre 3 « Les Secteurs et Compartiments liquidiens » §1 Généralités §2 Mesure des espaces liquidiens §3 La composition osmolaire et ionique des liquides biologiques
Chapitre 5 « Hydrodynamique biologique » §1 Ecoulement des liquides §2 Notions biophysiques sur la circulation
Chapitre 6 « Les Echanges chez les Etres vivants » §1 Généralités §2 Transferts transmembranaires §3 Echanges gazeux §4 Les échanges gazeux dans lorganisme §5 Circulation de leau dans lorganisme, échanges liquidiens
Volume 2 handelde niet alleen over electriciteit maar ook in tegenstelling met Simon en Dognon over elektronica. Noties in elektronica waren immers onmisbaar geworden want de meeste medische apparatuur was gebaseerd op elektronica. In dit volume kwam ook de elektro- fysiologie uitgebreid aan bod, waarbij alleen de klassieke theorieën van Conway en Boyle en van Hodgkin en Huxley behandeld werden (2) :
-Première partie: «Electricité»
Chapitre 1 « Les charges électriques au repos: électrostatique (rappels et compléments » A- Charge, champ et potentiel électriques (notions générales) §1 Rappel de la notion de charge électrique §2 Propriété fondamentale des charges électriques: la loi de Coulomb §3 Rappel de la notion de champ électrique (définition, propriété d additivité, lignes de champ) §4 Notion de potentiel électrique (cas d une charge ponctuelle, généralisation à plusieurs charges, expression du champ en fonction du potentiel, surfaces équipotentielles, énergie potentielle électrique, unités de potentiel et de champ électrique) B- Etude de deux cas particuliers importants: dipôles et feuillets électriques §1 Dipôles électriques (définitions, potentiel créé en un point éloigné par un dipôle, champ créé en un point éloigné par un dipôle, remarques importantes, dipôles moléculaires) §2 Feuillets électriques (définitions, potentiel créé par un feuillet en un point extérieur P) C- Flux du champ électrique: théorème de Gauss et ses conséquences §1 Flux du champ électrique §2 Flux du champ créé par une charge ponctuelle §3 Expression générale du théorème de Gauss D- Equilibre dun système de conducteurs §1 Théorème de la superposition des états déquilibre §2 Théorème des écrans électriques; blindage; cage de Faraday E- Notion de capacité §1 Capacité dun conducteur isolé ans lespace §2 Capacité dun condensateur (notion générale, condensateur plan, groupement des condensateurs, énergie dun condensateur chargé)
Chapitre 2 « Les différentes catégories de porteurs de charge et leur génération » A- Charge élémentaire B- A quelles particules élémentaires est liée la charge? C- Les autres catégories de porteurs de charge D- La génération des porteurs de charge §1 Génération des porteurs de charge dans les solides (les isolants, les métaux, les semi-conducteurs intrinsèques, les semi-conducteurs extrinsèques) §2 Génération des porteurs de charge dans le vide (énergie dextraction, leffet thermoélectronique, leffet photoélectrique, extraction par choc de particules)
Chapitre 3 « Les mouvements des porteurs de charge: les lois du courant électrique (rappels et compléments) » A- Courant dans un conducteur quelconque §1 Lignes de courant §2 Vecteur densité de courant §3 Vecteur densité de courant et vitesse des porteurs de charge §4 Elément linéaire de courant équivalent à une charge en mouvement B- Expression générale et signification de la loi dOhm §1 Expression générale de la loi dOhm §2 La loi dOhm exprime le fait que les porteurs de charge se meuvent dans un milieu très visqueux C- Signification de leffet Joule D- Réseaux électriques: les lois de Kirchhoff §1 Définitions §2 Lois de Kirchhoff (loi des nuds, loi des mailles) E- Une propriété essentielle des charges en mouvement: les effets magnétiques (notion préliminaire: produit vectoriel) §1 Vecteur induction magnétique créé en un point par un élément de courant (premier loi de Laplace) §2 Force exercée par un champ magnétique sur un élément de courant (deuxième loi de Laplace) §3 Travail des forces électromagnétiques (loi de Maxwell) §4 Force électromotrice d induction (loi de Lenz Faraday)
Chapitre 4 « Les courants variables en fonction du temps » A- Sources de tension imposée; sources de courant imposé B- Eléments réactifs dun circuit C- Deux formes importantes de fonctions variables §1 Echelon rectangulaire §2 impulsion D- Les courants (ou les tensions) à variation exponentielle §1 décharge dun condensateur à travers une résistance §2 charge dun condensateur à travers une résistance §3 circuit résistance capacité en parallèle alimenté par un échelon rectangulaire de courant imposé §4 même circuit mais alimenté par une impulsion de courant imposé §5 même circuit alimenté à travers une résistance de série R par un échelon rectangulaire de tension imposée §6 même circuit directement attaqué par un échelon rectangulaire de tension imposée E- Les oscillations amorties §1 équation différentielle du circuit oscillant §2 solution de cette équation F Le courant alternatif sinusoïdal §1 rappels §2 notion dimpédance (utilisation des nombres complexes, impédance d un élément de circuit passif, généralisation des lois de Kirchhoff, quelques cas particuliers importants, mesure des impédances) §3 mesure de la fréquence dun courant alternatif (on dispose dun oscillateur étalonné, on ne dispose pas doscillateur étalonné) §4 mesure des intensités de courant §5 le transformateur G- Dérivation et intégration électroniques §1 dérivation §2 intégration
-Deuxième partie: «Electrophysiologie»
Chapitre 1 « Le potentiel de repos de la membrane cellulaire » A- Les faits expérimentaux §1 électrodes utilisées (potentiel délectrode, potentiel de jonction, potentiel de repos) §2 résultats (polarité et convention de signe, ordre de grandeur, variations du potentiel de membrane §3 expériences avec les ions radioactifs B- Théories ioniques du potentiel de repos §1 lun des ions n est pas diffusible §2 théorie de Boyle et Conway §3 théorie d Hodgkin et Huxley
Chapitre 2 « Conductivité électrique de la membrane cellulaire au repos; conductivité des tissus » A- Techniques utilisées §1 le premier point à envisager concerne les électrodes §2 forme des courants imposés B- Principaux résultats pour les membranes cellulaires §1 caractéristique intensité tension en courant continu §2 impédance en courant alternatif sinusoïdal §3 variations du potentiel de membrane obtenues par application d un échelon rectangulaire ou d une impulsion de courant: réponse locale C- Tentatives dexplication D- Fibre allongée; électrotonus physique §1 courant continu §2 échelons rectangulaires E- Conductivité des tissus
Chapitre 3 « Lactivité de la membrane cellulaire » A- Etude descriptive du potentiel daction dune fibre nerveuse isolée §1 techniques §2 le pré - potentiel et le seuil de dépolarisation §3 la pointe du potentiel daction §4 les potentiels consécutifs B- Les lois de lexcitation §1 question préalable: rôle de la densité du courant §2 la loi du «tout ou rien» et ses exceptions apparentes §3 les lois dites polaires §4 rôle de la durée de létablissement du courant; pente limite; «accommodation» §5 stimuli en créneaux (ondes rectangulaires); courbe intensité durée; chronaxie §6 stimuli et impulsions brèves §7 stimulations par décharges de condensateurs §8 stimulation par courant alternatif sinusoïdal §8 stimulation par impulsions doubles; notion d «état dexcitation» §9 excitabilité après un potentiel daction: période réfractaire C- Propagation du potentiel daction §1 fibres non myélinisées (ou musculaires) (technique de recueil, résultats, mécanisme de propagation, courants locaux) §2 fibres myélinisées §3 cas d un nerf entier D- Perméabilité de la membrane aux ions au cours de l activité (étude expérimentale) §1 conductivité électrique de la membrane au cours de l activité (à courant imposé, expériences de Hodgkin et Huxley à tension imposée) §2 expériences avec les cations marqués par radio-isotopes E- Synthèse explicative: la théorie de Hodgkin et Huxley §1 le modèle de la membrane §2 évaluation des conductances §3 explication des faits expérimentaux classiques (les principaux phénomènes, quelques raisons d ordre qualitatif de cette concordance fondées sur les hypothèses de base de la théorie) F- Quelques propriétés particulières des cellules du myocarde
Chapitre 4 « Potentiels recueillis dans un milieu conducteur » (introduction: intérêt et problèmes posés en électrophysiologie médicale) A- Fibre allongée §1 la célérité et la durée de la pointe sont grandes §2 la célérité et la durée de la pointe sont petites §3 différence de potentiel entre deux électrodes placées à la surface même dune fibre B- Electrocardiographie (E.C.G.) préliminaires- §1 théorie de l «angle solide» ou des «feuillets» §2 théorie dEinthoven, dite du dipôle
-Troisième partie: «Electronique»
Chapitre 1 « Redresseurs et détecteurs: diodes » A- Définition B- Caractéristique intensité tension §1 diode idéale §2 diodes réelles C- Fonctionnement dune diode à jonction p n D- Application des diodes au redressement du courant alternatif §1 redressement §2 filtrage E- Application des diodes à la détection dune onde porteuse modulée en amplitude §1 quest-ce quune porteuse modulée en amplitude? §2 la détection
Chapitre 2 « Amplificateurs: triodes et transistors » A- Définition B- Eléments actifs §1 la triode §2 transistor à jonctions (étude qualitative du fonctionnement montage dit à base commune-, montage en émetteur commun, avantages du transistor par rapport au tubes et inconvénients) §3 transistor à effet de champ (principe du fonctionnement du transistor à effet de champ à jonction, principe du fonctionnement du transistor à grille isolée (M.O.S.) C- Quelques éléments de montage §1 le circuit dentrée §2 le circuit de sortie (relation très générale, étage amplificateur à résistance, étage amplificateur à résonance, montages; cathodyne et collecteur commun)
Chapitre 3 « Production doscillations entretenues »
Chapitre 4 « Appareils utilisant la déviation par les champs électrique et magnétique de faisceaux de particules chargées dans le vide » A- Phénomènes élémentaires concernant une particule §1 mouvement dune particule chargée dans un champ électrique uniforme §2 mouvement dune particule chargée dans un champ magnétique uniforme §3 quelques notions sur le mouvement d une particule chargée dans un champ électrique variable: lentille électronique §4 le cas des champs magnétiques variables B- Principaux appareillages utilisant des faisceaux de particules §1 loscilloscope électronique (le tube, organes annexes) §2 le microscope électronique (pouvoir séparateur, quelques notions sur la structure des microscopes électroniques)
Chapitre 5 « Les chaînes de mesure en électronique médicale et le problème de lenregistrement fidèle des signaux » A- Quest-ce quun signal électrique? B- Origine des signaux en électronique médicale C- Schéma général dune chaîne de mesures D- La distorsion §1 distorsion non linéaire §2 distorsion linéaire E- Le bruit §1 origine §2 les remèdes F- Les signaux en impulsions §1 position du problème §2 quelques brèves indications techniques §3 le problème du comptage
II- Algemene Biofysica voor biowetenschappers
Volume 3 was gewijd aan
- Introduction à la biophysique sensorielle
I- Principe de fonctionnement: 1° réception et transmission 2° transduction II- Potentiels de récepteur potentiels générateurs III- Notions de psycho-physique IV- Introduction à la notion de théorie de linformation V- Exploration fonctionnelle
Chapitre 2 « La Transmission » I- Transmission dans loreille interne II- Le tympan III- Transmission dans loreille moyenne 1° la chaîne tympano-ossiculaire 2° la trompe dEustache et les muscles des osselets IV- Transmission dans la cochlée 1° mouvements des fenêtres 2° mouvements des liquides 3° mouvements des membranes 4° mouvements des cils des cellules ciliées
Chapitre 3 « Transduction et phénomènes neurologiques » §1 le milieu biophysique cochléaire, état de repos §2 électrophysiologie cochléaire, réponse à la stimulation §4 analyse de fréquence §5 rétroaction §6 notions schématiques concernant le codage dans laudition
Chapitre 4 « Psycho-acoustique » §1 fréquence et sensation de hauteur §2 intensité et sensation de force sonore §3 effet de masque et masquage §4 fatigue auditive §5 durée §6 champ auditif
Chapitre 3 « Transduction » I- Photochimie de la rétine II- Electrophysiologie des récepteurs
Chapitre 4 « Phénomènes neurologiques » I- Etudes au niveau des cellules rétiniennes II- Etudes au niveau du cortex III- Essai de synthèse
Chapitre 5 « Analyse de la sensation de luminance » I- Généralités II- Analyse de la sensation dintensité lumineuse 1° photométrie visuelle 2° efficacité lumineuse 3° unités visuelles 4° vision diurne et vision nocturne 5° sensibilité de lil à la lumière étude des seuils 6° perception des lumières brèves
Chapitre 6 « Analyse de la sensation de chromaticité » §1 tonalité §2 saturation §3 mélange des couleurs §4 lois de la colorimétrie §5 ladaptation colorée §6 autres phénomènes de la vision des couleurs §7 théorie de la vision des couleurs
Chapitre 7 « Analyse de la sensation de forme et de mouvement » I- Acuité visuelle II- Perception du mouvement
Chapitre 8 « Troubles de la fonction visuelle » §1 les amétropies §2 méthodes dexamen des caractéristiques de la dioptrique oculaire §3 introduction à lexploration fonctionnelle de la vision par des méthodes électro- physiologiques
Volume 4 besprak de medische en biologische aspecten van stralingen:
- Introduction
- Première Partie: Matière et Energie
Chapitre 1 « Grandeurs et Unités »
Chapitre 2 « Particules et Radiations » §1 particules matérielles §2 rayonnement électromagnétique et photon §3 dualité onde-corpuscule
Chapitre 3 « Structure énergétique de la matière » §1 les atomes §2 lénergie de la liaison §3 la structure électronique des atomes §4 absorption et émission dénergie par la structure électronique de latome §5 absorption dénergie par les molécules
- Deuxième Partie: Interaction des rayonnements ionisants avec la matière
Chapitre 1 « Interactions des électrons avec la matière »
§1 aspects généraux de linteraction dun électron avec une autre particule chargée §2 collision: interaction électron électron §3 freinage: perte dénergie par freinage §4 pouvoir darrêt total §5 longueur de trajectoire et parcours apparent
Chapitre 2 « Effets élémentaires produits dans le milieu »
Chapitre 3 « Particules lourdes chargées et neutrons »
Chapitre 4 « Interactions des photons avec la matière » §1 mécanisme des interactions entre les photons et les particules matérielles §2 coefficient datténuation §3 coefficient massique datténuation § 4 coefficient dabsorption et coefficient de diffusion
- Troisième Partie: Production des Rayonnements et Radioactivité
Chapitre 1 « Production des rayons X » §1 spectre caractéristique §2 spectre continu §3 paramètres influant sur le spectre continu § 4 spectre réel du rayonnement sortant du tube §5 tubes émetteurs de rayons X
Chapitre 2 « Radioactivité » §1 constitution des noyaux §2 létat radioactif §3 décroissance radioactive §4 types de désintégration
- Quatrième Partie: Détection des Particules et Mesure des Faisceaux
Chapitre 1 « Les compteurs » §1 principes généraux §2 détecteurs à gaz §3 détecteurs solides ou liquides
Chapitre 2 « Dosimétrie » §1 le faisceau en un point §2 la dose absorbée et sa mesure §3 relation entre dose et fluence §4 exposition
Chapitre 3 « Le faisceau des rayons X et des rayons gamma » §1 faisceau dans lair §2 faisceau dans un milieu matériel homogène §3 rôle de la diffusion §4 sources internes
- Cinquième Partie: Applications médicales
Chapitre 1« Radiodiagnostic » §1 formation de limage radiologique §2 transformation de limage radiante en image lumineuse §3 vision en radiodiagnostic §4 causes de flou de limage §5 influence du rayonnement diffusé (grilles anti-diffusantes) §6 tomographie
Chapitre 2 « Applications médicales des radioéléments et études fonctionnelles » §1 techniques isotopiques in vitro §2 problèmes généraux des techniques in vivo §3 méthodes isotopiques d»analyse cinétique §4 méthodes cliniques dinvestigation fonctionnelle
Chapitre 3 « Etudes scintigraphiques »
- Sixième Partie: Actions des radiations sur la matière vivante Radiobiologie
Chapitre 1 « Radiochimie » §1 rappel des évènements physiques initiaux §2 radiochimie générale §3 lésions des acides désoxyribonucléiques (ADN)
Chapitre 2 « Conséquences dune irradiation au niveau cellulaire » §1 mort cellulaire §2 action sur le cycle cellulaire §3 mutations
Chapitre 3 « Conséquences au niveau des populations cellulaires » §1 évolution spontanée dune population cellulaire §2 cinétique dune population après une irradiation unique
Chapitre 4 « Radiobiologie des radiations non ionisantes » §1 définition §2 absorption de lénergie §3 action biologique des UV
Chapitre 5 « Radiothérapie »
Chapitre 6 « Dangers des radiations et protection »
Appendice I: Distribution spectrale Appendice II: Logarithmes et Exponentielles
- nabeschouwingen:
De inhoud van dit vierdelig werk lijkt mij, ofschoon het werk dateert van begin de jaren zeventig, nog altijd interessant voor de toekomstige arts en ook voor de toekomstige apotheker. Vooral indien laatstgenoemde werkzaam is in de zorgsector (hospitaalwezen of officina-apotheker). Moderne apparatuur en technieken, zoals NMR-spectroscopie en -tomografie, die dateren van 1990 worden, komen natuurlijk nog niet aan bod. In dit verband lijkt een "mise à jour" met een specifieke cursus als « Cours de Résonance Magnétique -spectroscopie et imagerie- » van Jean Vion-Dury (Ellipses, -2002-)zeker aangewezen.
(Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors")
§ 5.6 Natuurkunde of Physica met Ralph Kronig
Eerlijk gezegd, ik vond de syllabus van Moens (zie vorig cursiefje §5.5) wat oubollig, erg obscuur en weinig inspirerend en daarom ging ik op zoek naar een goede, moderne referentie en het werd: Kronig.
Een exemplaar van het Leerboek van Kronig (vijfde editie -1958-) lag daar zo maar ter inzage in mijn boekhandel in de Walpoortstraat en mijn keuze was zeer snel gemaakt.
Primo: Vooreerst was het een recent, in het Nederlands geschreven boek en verder was de hoofdredacteur van het boek, Ralph Kronig, hoogleraar aan de Technische Hogeschool te Delft, een zeer hoog aangeschreven instelling, die ingenieurs vormde.
Over Ralph Kronig (1) is nu een uitvoerige biografie te vinden op Wikipedia. Kronig was inderdaad een topfysicus, die contacten had met de meest belangrijke fysici van zijn tijd waaronder Bohr, Ehrenfest, Heisenberg, Pauli, Kramers.. Hij was geboren in Dresden (1901) en stierf te Zeist (1995). Hij was hoogleraar in de theoretische natuurkunde bij de Faculteit der Technische Natuurkunde van 1939 tot 1969, en rector-magnificus van de TU Delft van 1959 tot 1962. Het blijkt dat hij de eerste was, die een theorie over de electronenspin voorstelde, theorie die echter door Pauli en Kramers werd afgewezen.. De ontdekking van deze theorie werd later toegeschreven aan George Uhlenbeck en Samuel Goudsmit.
Een J.J.J. Kokkedee, dekaan van de Faculteit Technische Natuurkunde te Delft schreef, naar aanleiding van het overlijden van Kronig (2) in 1995:
Soms is hij, enigszins tot zijn schade, zijn turbulente tijd iets te ver vooruit. Zo gebeurde het dat in januari 1925 bij de toen 20-jarige Kronig, tijdens een bezoek aan Duitsland, het idee van de elektronspin opkomt als mogelijke verklaring van een toen onbegrepen fijnstructuur in atomaire spectra. Pauli en Kramers geloven er niet in en ontmoedigen de jonge, onervaren student. Het idee blijft ongepubliceerd, maar nog geen jaar later, liggen, zoals bekend, met Goudsmit en Uhlenbeck, de kaarten volledig anders. Goudsmit en Uhlenbeck hebben er overigens nooit twijfel over laten bestaan dat het fundamentele idee van de elektronspin eerder aan Kronig bekend was. Met wat minder scepsis van de kant van Pauli had er een Nobelprijs voor hem in kunnen zitten; het blijft toch merkwaardig dat een fundamentele zaak als de spin van een deeltje nooit met een Nobelprijs is bekroond .
Secundo: En dan was er ook nog het Voorbericht van het Leerboek, waar men het volgende kon lezen:
Dit Leerboek der Natuurkunde onderscheidt zich van andere leerboeken, doordat het is ontstaan door samenwerking van een aantal fysici, verbonden aan verschillende instellingen van hoger onderwijs in Nederland. Wanneer dit aan de ene kant het voordeel heeft, dat de lezer kennis maakt met de persoonlijke stijl en visie van diverse auteurs, die allen op het gebied van de natuurkunde productief zijn geweest, bestaat er aan de andere kant toch het gevaar, dat de tekst hierdoor een minder homogeen karakter zou verkrijgen. Ik heb het dan ook als mijn voornaamste taak gezien, zonder mijn medewerkers gelijk te willen schakelen, er wel voor te zorgen, dat alle belangrijke onderdelen der natuurkunde aan bod kwamen en dat te grote variaties in niveau werden vermeden.
Bij het vaststellen van dit niveau is er van uitgegaan, dat de op het gymnasium en H.B.S. gedoceerde fysische leerstof als bekend mag worden ondersteld; voorts, dat de inhoud van het boek voldoende uitgebreid moest zijn om als basis te dienen bij de voorbereiding voor het kandidaatsexamen natuurkunde en voor het propedeutisch examen der aanstaande natuurkundige ingenieurs
Wat de indeling van het boek betreft, volgt op de inleiding, een aantal hoofdstukken, te weten mechanica, de trillingsleer, de fenomenologische elektriciteitsleer en de fysische optica, waar in het geheel niet wordt ingegaan op de atomistische structuur der materie. De volgende hoofdstukken behandelen de atoombouw en de atomistische interpretatie der thermische en elektromagnetische verschijnselen. Pas hierna volgt de thermodynamica, die, hoewel eigenlijk onafhankelijk van atomistische voorstellingen, toch eerst van haar abstract karakter wordt ontdaan en ten volle tot haar recht komt, wanneer naar zulke voorstellingen wordt verwezen. De laatste hoofdstukken bevatten de toepassing der natuurkundige inzichten in de elektrische, optische en medische instrumenten en toestellen .
In het boek is overal het gerationaliseerde giorgistelsel met nadruk naar voren gebracht .
Enkele belangrijke passages in dit Voorbericht heb ik gemarkeerd en vragen wellicht enig commentaar.
Tertio: De snelle opeenvolging van de herdrukken. De eerste editie van dit leerboek was al verschenen in 1947, een tweede in 1948, een derde in 1951 en een vierde in 1954 (in twee delen - deel I Inleiding, mechanica, trillingen en golven, fenomenologische elektriciteitsleer en fysische optica ; - deel II Atoombouw, atomistische warmteleer, atomistische elektriciteitsleer, thermodynamica, elektrische instrumenten, optische instrumenten en medische fysica met een biografisch overzicht en tabellen door J. Korringa). Nu was er in 1958 al een vijfde editie: een duidelijke aanwijzing dat het boek aansloeg.
Wat ik toen helemaal niet wist dat dit leerboek ook vertaald was in het Engels en in het Frans!
Van dit leerboek bestond er inderdaad een Engelse editie bij Pergamon Textbook of Physics (second edition -1959-) Wat later verscheen er ook een uit het Nederlands vertaalde en aan het Franse programma door M.Y. Bernard aangepaste editie Dunod (1960-1962). Het boek droeg als titel Précis de Physique Générale en bestond uit drie delen: I- Mécanique physique, thermodynamique -1960- (400 pages) II- Électricité -1962- (292 pages) III- Optique -1960- (266 pages).
Quarto: Bovendien was er die beperking tot de meest relevante onderwerpen uit de Algemene Natuurkunde, zoals uit de inhoudstafel bleek. Hier dus geen allegaartje van onderwerpen, die hoe interessant ook, weinig bijdragen tot de algemene vorming.
Dat een dergelijk referentieboek, in de Silver Fifties niet als basis voor de cursus Algemene of Proefondervindelijke Natuurkunde genomen werd, lijkt mij achteraf beschouwd onvoorstelbaar. De bron waaruit Moens geput had voor het opstellen van zijn syllabus.. was een leerboek, dat dateerde van vóór WOII (zie cursiefje §5.2)!!
Voor mij werd Kronig HET leerboek en de syllabus van Moens fungeerde alleen maar als een soort inventarislijst van de te kennen onderwerpen. Ik stootte daarbij op enkele ernstige moeilijkheden. Vooreerst werden niet alle onderwerpen, die een Moens in zijn syllabus behandelde, aan bod. Ook maakte Moens helemaal geen gebruik van de internationale symbolen en volgde hij een ander eenhedenstelsel dan het toen al algemeen gangbare Giorgi- stelsel. In het boek van Kronig was dit uiteraard wel het geval.
Hoe dan ook, aan Kronig's leerboek heb ik erg veel te danken. Een der vragen bvb, die ik bij het mondeling examen bij Moens kreeg was de bekende wet van Poiseuille. In tegenstelling met wat er in de syllabus vermeld stond, werd deze wet in het boek van Kronig keurig afgeleid. Mijn afleiding was dan ook een succes want Moens was tevreden, ik ook De andere vragen herinner ik mij niet meer maar waren zeker navenant. Een goed examen
Ook bij het mondeling examen in 1961 (Centrale Jury) maakte ik -dank zij Kronig- bij dOlieslagers een goede beurt. Hier kreeg ik als eerste vraag: Spreek mij eens over elektromagnetische golven?. Voor mij duidelijk een strikvraag, die toelaat de examinandus te testen en te toetsen op zijn globale kennis van de elektriciteitsleer.
Het bestaan van elektromagnetische golven bvb in de vrije ruimte kan nu gepostuleerd worden uitgaande van wat men de 4 veldvergelijkingen van Maxwell pleegt te noemen. Deze vergelijkingen zijn: de wet van Gauss voor het elektrische veld, de wet van Gauss voor het magnetische veld, de wet van Faraday en de wet van Ampère - Maxwell.
In het boek van Kronig vindt men deze 4 wetten behoorlijk uiteengezet terug, maar alleen in integraalvorm. Indien men nu echter deze wetten in differentiaal vorm neerschrijft, wat met enige kennis van de vectoriële analyse of calculus echt niet zo moeilijk is, voert het toepassen van enkele identiteiten van vectoroperatoren onmiddellijk tot de golfvergelijking van het elektrische respectievelijk magnetisch veld. Deze golfvergelijkingen postuleren het theoretisch bestaan van transversale electromagnetische golven. Uit deze golfvergelijking kan men overigens uit de kennis van ε (diëlectrische constante) en µ (magnetische susceptibiliteit) de voortplantingssnelheid v van deze golven afleiden. Men vindt immers: v2 . ε . µ = 1 waaruit v gemakkelijk te berekenen is.
Rest dan nog het experimenteel aantonen van deze golven, taak, die een Hertz op zich nam, twintig jaar nadat Maxwell het bestaan van die elektromagnetische golven gepostuleerd had.
Natuurlijk, een dergelijke uiteenzetting hoort eerder thuis onder de Theoretische of Analytische Natuurkunde en niet onder de Algemene Natuurkunde. Het had mij erg veel tijd gevraagd om de geheimen van de vectoriële analyse te ontrafelen. Ook gaf ik er mij op dat ogenblik nog geen rekenschap van dat ik een van de moeilijkste hoofdstukken uit het elektromagnetisme had behandeld (3) .
Hoe dan ook, den Olie was blijkbaar erg tevreden en hij begon mij allerlei bijvragen te stellen: wat is div en rot van een vector, wat is grad van een scalaire functie, hoe worden de veldvergelijkingen geformuleerd in een dielectricum, enz. Blijkbaar deed ik het goed, want hij gaf mij zelfs een vrijstelling van het praktisch examen..
Resultaat: een zeer geslaagd examen, waaraan mijn Kronig zeker een bijdrage had geleverd..
- welke onderwerpen worden in Kronigs leerboek besproken?
De onderwerpen, die in Kronigs werk behandeld worden, zijn uiteraard weergegeven in de gedetailleerde inhoudstafel:
Hoofdstuk 1 « Inleiding » (R. Kronig) §1 doel en methode der natuurkunde §2 wiskundige hulpmiddelen in de natuurkunde §3 fysische metingen
Hoofdstuk 2 « Mechanica » (P. Van der Leeden)
A- Mechanica van het stoffelijk punt : §1 Inleiding §2 Coördinaten §3 Beweging, vectoren §4 Het begrip snelheid §5 Het begrip versnelling §6 De traagheidswet §7 De begrippen kracht, massa en impuls §8 Samenstellen van krachten; evenwicht §9 De begrippen arbeid, conservatief krachtveld en potentiële energie §10 Stelling van arbeid en energie; wet van behoud van energie §11 De begrippen moment van een kracht en impulsmoment; de impulsmomentstelling §12 De equivalentie van een stelsel krachten en hun resultante §13 Centrale krachten; de wet der perken §14 Bewegende coördinatenstelsels
B- Mechanica van een stelsel van stoffelijke punten §15 Inleiding §16 Actie = - reactie §17 Zwaartepunt; de beweging van het zwaartepunt van een systeem §18 De impulsstelling §19 De impulsmomentstelling §20 Stelling van arbeid en energie ; splitsing van de kinetische energie
C- Mechanica van stijve lichamen §21 Inleiding §22 Vrijheidsgraden §23 Translatie en rotatie; glijden, kantelen en rollen §24 Tol en vrij lichaam §25 Praktische uitvoering van de bewegingsbegrenzing van stijve lichamen §26 De hoeksnelheid §27 Evenwicht van stijve lichamen §28 Krachten en koppels; de resultante van een stelsel krachten §29 Reactie- of dwangkrachten §30 Translatie §31 Rotatie om een vaste as §32 Het draaien van de as van een roterend lichaam §33 De tol en het vrij bewegende lichaam §34 botsing
D- Gravitatie §35 Een fundamentele proef over de aantrekkingskracht van de aarde §36 Een tweede fundamentele proef over de aantrekkingskracht van de aarde §37 Beweging van de maan en aantrekkingskracht van de aarde §38 hemel- en aard- mechanica §39 Beweging van de planeten t.o.v. de zon §40 De grootte van de gravitatieconstante §41 Afhankelijkheid van g van de plaats; massa en gravitatie §42 Eenheden en dimensies
E- Mechanica van deformeerbare lichamen §43 Elastische en plastische vervorming §44 Krachten en spanningen §45 Algemene eigenschappen bij geringe vervorming §46 Alzijdige compressie §47 Eenzijdige rek §48 Afschuiving §49 Bepaling van de elastische constanten; buiging en torsie §50 Deformatie-energie §51 Oorzaak van de elastische eigenschappen van vaste stoffen
F- Mechanica van vloeistoffen §52 Vaste, vloeibare en gasvormige fase §53 Gravitatie- en Vanderwaalskrachten; cohesie en adhesie §54 Statische druk §55 Roterende vloeistofmassa §56 Inwendige wrijving §57 Het stromingsveld §58 Toepassing van de wet van arbeid en kinetische energie op stromende vloeistoffen §59 Quasi-stationnaire stroming
Hoofdstuk 3 « Trillingen en Golven » (P. Van der Leeden)
A- Trillingsleer §1 Trilling als periodiek verschijnsel §2 De trillingsvorm §3 Superpositie van harmonische trillingen bij en systeem met één vrijheidsgraad §4 Superpositie van trillingen met ruimtelijk verschillende richting §5 Dynamica van de vrije harmonische trillingen §6 Gedempte trillingen; gedwongen trillingen en resonantie §7 Mathematische uitbreiding van de vorige paragraaf §8 Het p-q diagram §9 Gekoppelde vibratoren §10 Eigentrillingen van continua
B- Eendimensionale golfuitbreiding §11 Inleiding §12 Interferentie van lopende golven §13 Voortplantingssnelheid; terugkaatsing en breking §14 Absorptie §15 Dopplereffect
C- Golfuitbreiding in meer dimensies §16 onvervormde voortplanting van golven §17 golfvervorming §18 interferentie van bolvormige golven §19 het beginsel van Huygens §20 de terugkaatsing- en brekingswet §21 het beginsel van Fermat; afbeelding §22 begrensde golffronten
A- Lading, stroom, spanning §1 elektrische aantrekking en afstoting, positieve en negatieve elektriciteit §2 geleiders en isolatoren §3 de elektrische lading; de wet van Coulomb §4 eenheid van lading §5 zetel der elektrische lading op geleiders §6 opbouw der materie uit positieve en negatieve elektriciteit §7 polarisatie en influentie §8 elektroscoop; elektromotor §9 enkele proeven met de elektroscoop §10 de elektrische stroom; stroombronnen; stroomsterkte §11magneten §12 krachtwerkingen tussen stromen §13 eenheden van stroomsterkte en lading §14 krachtwerking tussen stromen en permanente magneten §15 de magnetiserende werking van de stroom §16 de warmteontwikkeling van de stroom; wet van Joule §17 de elektrolytische werking van de stroom; de wet van Faraday §18 stroomverdeling in parallel geschakelde geleiders; eerste wet van Kirchhoff §19 analogie tussen elektrische stromen en vloeistofstromen; de elektrische spanning §20 spanning tussen twee punten van een stroomkring; wet van Ohm; tweede wet van Kirchhoff §21 spanning tussen geïsoleerde geladen geleiders; condensator; capaciteit §22 spanning en arbeid §23 eenheden van arbeid, vermogen, spanning, weerstand en capaciteit §24 spanningsmeters §25 internationale eenheden van stroom, weerstand en spanning
B- Het statische elektrische veld §26 afstandswerking en omgevingswerking §27 veldsterkte, veldlijnen, veldbuizen §28 berekening van enige elektrische velden uit de wet van Coulomb §29 lijnintegraal en kringintegraal der veldsterkte; eerste hoofdstelling §30 potentiaalvlak; niveauvlakken; potentiële energie van een lading in het veld §31 spanning en potentiaal verschil; eenheden van potentiaal en veldsterkte §32 het veld van twee puntladingen; dipool §33 het veld van een homogene dubbellaag §34 krachtwerking op een dipool geplaatst in een elektrisch veld §35 diëlectrische stroom en verplaatsing; polarisatie; susceptibiliteit §36 het veld in een ledige ruimte binnen een isolerend medium §37 diëlectrische verplaatsing en influentie §38 oppervlakte-integraal der diëlectrische verplaatsing; tweede hoofdstelling §39 enige toepassingen van de hoofdstellingen van het elektrostatisch veld §40 spiegelbeeldkracht van Thomson §41 energie van het elektrische veld
C- Het stationaire elektrische en magnetische veld §42 het elektrische veld in de geleiders §43 het magnetische veld van stromen §44 definitie der magnetische inductie; de Lorentz-kracht §45 definitie der magnetische veldsterkte §46 de eerste hoofdstelling van het magnetische veld §47 de tweede hoofdstelling van het magnetische veld §48 krachtwerking op een spoeltje in een magnetisch veld §49 magnetometers §50 zichtbaar maken van magnetische veldlijnen §51 enige toepassingen van de hoofdstellingen van het magnetisch veld §52 eenheden van inductie, inductieflux, zelfinductie, magnetische veldsterkte en magnetische spanning §53 equivalentie van stroomkring en magnetische dubbellaag §54 formule van Laplace §55 magnetisatie, susceptibiliteit §56 het veld in een ledige ruimte binnen een gemagnetiseerd lichaam
D- Quasi stationaire processen §57 quasistationaire processen §58 diëlectrische of verplaatsingsstromen; eerste wet van Maxwell §59 inductieverschijnselen van de eerste soort §60 inductieverschijnselen van de tweede soort §61 wederzijdse inductie en zelfinductie §62 enige toepassingen van de inductiewet §63 tweede wet van Maxwell; uitbreiding van de wetten van Kirchhoff §64 de energie van het magnetische veld §65 wisselstromen §66 enkele voorbeelden van wisselstroomketens §67 vectordiagram voor wisselspanningen en stromen §68 enkele voorbeelden van de toepassing der vectorvoorstelling §69 arbeid door een wisselspanning verricht ; vermogen §70 driefasenstromen §71 magnetisch draaiveld §72 wervelstromen; Ferrari- instrumenten §73 elektrische trillingsketens
E- Elektromagnetische golven §74 de voortplanting van elektrische trillingen langs draden; staande trillingen §75 uitbreiding van elektromagnetische golven in de ruimte §76 de vibrator van Hertz; vrije elektromagnetische golven §77 enige proeven met elektromagnetische golven §78 elektromagnetische lichttheorie ; het spectrum der elektromagnetische golven ; dispersie §79 golfgeleiders en trilholten §80 eenheden en dimensies der elektromagnetische grootheden §81 overzicht
F- Relativiteitstheorie §82 de invariantie der lichtsnelheid §83 de Lorentz-transformatie; de relativiteit van tijdmeting en ruimtemeting §84 de invariantie der fysische wetten ; de equivalentie van massa en energie
Hoofdstuk 5 « Fysische Optica » (P.H. Van Cittert)
A- Inleiding §1 emissietheorie van Newton §2 golftheorie van Huygens §3 interferentiestelling §4 beginsel van Huygens- Fresnel §5 elektromagnetische lichttheorie
B- Het licht als golfbeweging §6 voortplanting van lichtgolven §7 golffronten §8 terugkaatsing; optische weglengte §9 breking §10 sinusvoorwaarde §11 ontleding van licht in zijn bestanddelen §12 beginsel van Doppler §13 resonantie, fluorescentie, absorptie §14 verstrooiing aan kleine deeltjes
C- Interferentie §15 het optreden van optische interferentie §16 vectorvoorstelling §17 proeven van Fresnel en Young §18 lichtzwevingen §19 interferenties in dunne lagen §20 interferentiespectroscopen §21 interferometers van Jamin, Rayleigh en Michelson §22 staande lichtgolven
D- Buiging van het licht §23 buiging door een rechthoekige opening §24 buigingsroosters §25 scheidend vermogen van optische toestellen §26 buigingstheorie van Abbe §27 donkere veldverlichting §28 coherentie
E- Polarisatieverschijnselen §29 inleiding §30 polarisatie door terugkaatsing en breking §31 polarisatie door dubbele breking §32 dubbelbrekende kristallen als polarisatoren §33 draaiing van het polarisatievlak §34 interferentie met gepolariseerd licht
Hoofdstuk 6 « Atoombouw » (R. Kronig)
§1 de elementaire elektrische lading §2 elektronenstralen; bepaling van de massa van het elektron; Röntgenstralen §3 ionenstralen; isotopen §4 radioactieve stralen; onderzoekingsmethoden §5 het atoommodel van Rutherford; de postulaten van Bohr §6 de proeven van Franck en Hertz; de combinatiewet van Rydberg en Ritz §7 lichtquanta en materiegolven §8 quantummechanica §9 lijnspectra §10 Röntgen spectra §11 het periodieke systeem der elementen §12 bandspectra en molecuulstructuur §13 wisselwerking tussen straling en atomen §14 kernbouw §15 kernkrachten; kernmodellen §16 kernsplijting
Hoofdstuk 7 « Atomistische Warmteleer » (J. de Boer)
A- Gassen en vloeistoffen §1 de moleculaire structuur van gassen en vloeistoffen §2 de kinetische theorie van het ideale gas §3 de snelheidsverdeling van de moleculen §4 de algemene energieverdeling van de moleculen §5 de toestandsvergelijking van gassen en vloeistoffen §6 de soortelijke warmte van gassen en vloeistoffen §7 oppervlakteverschijnselen §8 de gemiddelde vrije weglengte, de viscositeit, het warmtegeleidingsvermogen en de diffusie
B- Vaste stoffen §9 de structuur van vaste stoffen §10 de toestandsvergelijking van vaste stoffen §11 de soortelijke warmte van vaste stoffen §12 de invloed van de quantumtheorie op de snelheidsverdeling §13 warmtestraling §14 warmtestraling en licht §15 emissie, absorptie en dichtheid van straling §16 de fotonenhypothese; de stralingsdruk §17 de afhankelijkheid van de stralingsdichtheid van temperatuur en golflengte
§1 geleiders en isolatoren §2 diëlectrische polarisatie §3 elektronengeleiding in metalen §4 supergeleiding §5 halfgeleiders §6 breking en absorptie van straling §7 Volta potentialen §8 thermo-elektriciteit §9 elektronenemissie §10 elektrolytische geleiding §11 ketens met elektrolyten §12 accumulatoren §13 elektriciteitsgeleiding in gassen §14 de magnetiseerbaarheid van de materie §15 het diamagnetisme §16 het paramagnetisme §17 het ferromagnetisme
Hoofdstuk 9 « Thermodynamica » (J. de Boer)
A- De eerste hoofdwet der thermodynamica §1 thermodynamische toestand en toestandsveranderingen §2 de arbeid in quasi-statische processen §3 de eerste hoofdwet der thermodynamica §4 de proeven van Joule en Thomson §5 andere toepassingen der eerste hoofdwet
B- De tweede hoofdwet der thermodynamica §6 arbeid en warmte bij kringprocessen §7 de beginselen van Carnot, Clausius en Thomson §8 de temperatuur §9 de entropie; de tweede hoofdwet der thermodynamica §10 toepassingen van de tweede hoofdwet
C- De karakteristieke functies §11 de energie en de enthalpie §12 de vrije energie §13 de vrije enthalpie en de thermodynamische potentiaal §14 de relaties van Maxwell
D- Niet-quasistatische processen; evenwicht §15 niet-quasistatische processen §16 de evenwichtsvoorwaarden
E- Wet van Nernst §17 de wet van Nernst §18 toepassing van de wet van Nernst op overgangen
§1 inleiding §2 gelijkrichtbuizen §3 versterkingsbuizen §4 bijzondere buizen §5 gelijkstroom- en wisselstroomgeneratoren §6 generatoren voor hoge frequenties §7 generatoren voor hoge gelijkspanningen §8 toestellen voor het versnellen van ionen en elektronen §9 galvanometers §10 enige gebruiksinstrumenten
Hoofdstuk 11 « Optische Instrumenten » (A.C.S. Van Heel)
§1 inleiding §2 optische afbeelding; volmaakte stelsels §3 andere stelsels §4 elementaire bundel §5 breking van een straal door één sferisch oppervlak §6 doorrekenen §7 de paraxiale benadering §8 paraxiale afbeelding door één oppervlak §9 paraxiale afbeelding door een stelsel van brekende oppervlakken §10 paraxiale beeldconstructies §11 samenstelling van twee stelsels §12 telescopische stelsels §13 paraxiale beeldvorming bij de voornaamste instrumenten §14 bundelbegrenzing §15 perspectief §16 verlichtingssterkte der beelden §17 vervolg: voorbeelden §18 invloed van de bundelbegrenzing op de afwijkingen §19 monochromatische aberraties §20 kleurfouten of chromatische aberraties §21 achromatiseren §22 gegevens van glassoorten §23 het oog §24 bril §25 loupe §26 microscoop §27 microscoopobjectief §28 microscoopoculair §29 scheidend vermogen; numerieke apertuur §30 vergroting, diepte, invloed van de gebruikte golflengte §31 verrekijker §32 fotografische camera §33 projectie; zoeklichten §34 spectrale toestellen §35 refractometers §36 de fotografische plaat §37 fotometrie
Hoofdstul 12 « Medische Fysica » (H.C. Burger)
§1 waarom medische fysica §2 kinematische en mechanische problemen §3 geluid §4 temperatuur, warmte en energie §5 licht en straling §6 elektriciteit §7 Röntgen straling §8 radioactiviteit en isotopen
Biografische aantekeningen ( J. Korringa) en Natuurconstanten ( J. Korringa)
(Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors")
§ 5.5 Natuurkunde of Physica met Roger Moens
In de vorige eeuw startte het wetenschappelijk curriculum van de meeste wetenschappers (fysici, chemici, ingenieurs), met inbegrip van biowetenschappers zoals artsen en biologen, met een inleidende cursus Algemene Natuurkunde, die sterk experimenteel georiënteerd was en die als Proefondervindelijke Natuurkunde en later als Algemene Natuurkunde zal aangeduid worden. Aan de Gentse Alma Mater werd het vak gedoceerd door een zekere Roger Moens, terwijl aan de Leuvense universiteit een zekere dOlieslagers instond voor dezelfde cursus. Met beide professoren zal ik trouwens op het eindexamen, respectievelijk van de eerste (RUG) en van de tweede kandidatuur farmacie (Centrale Jury) kennis maken. De cursus Algemene en Proefondervindelijke Natuurkunde was immers gespreid over de twee kandidaturen, in de eerste kandidatuur mechanica, thermodynamica en optica, in de tweede elektriciteitsleer en stralingsleer.
Zowel Moens als dOlieslagers (den Olie) hebben blijkbaar vele studenten nachtmerries bezorgd, want beiden waren bekend als buizers (of moet ik schrijven buizerds ).
Over dOlieslagers schreef bvb een Marcel Herregods, ter aanleiding van het gouden jubileum van de promotie 1956 landbouwingenieur van de KUL :
De examens werden enkel op het einde van het schooljaar afgenomen, het eerste jaar zelfs op twee dagen tijd, nadien meestal één examen per dag. Boemannen waren het eerste jaar vooral prof. Verhulst voor scheikunde en prof. dOlieslagers voor natuurkunde
Ook een prof. Snacken (1) was blijkbaar niet erg mals voor een Moens:
Prof. Moens was de meest gevreesde van allen. Hij gaf fysica in een auditorium dat ruim 200 studenten overtrof. De eerste twee rijen waren ingenomen door de meisjes, de rest door de jongens. Tussen het openen van de deuren en de intrede van de prof was het traditie onze aanwezigheid te beklemtonen door luidkeels te zingen. Steeds hetzelfde: Mie Katoen komt morgennoen en we zullen een pintje drinken.. We waren verondersteld daarmee te stoppen op het ogenblik dat hij op het podium verscheen. Maar soms deden wij gewoon verder en dan zei hij: Mijne dames en heren , de les is verondersteld gegeven van bladzijde 320 tot bladzijde 390.. Iedereen was daarmee gelukkig, we hadden een uur gewonnen, wij hadden geen les gehad en hij moest de les niet geven. De zangijver verminderde wanneer de examens in het verschiet waren. Dit was zijn triomf. Hij was onberekenbaar. Soms gaf hij veel punten, maar meestal gaf hij lage quoteringen, dikwijls een nul of dicht daarbij. Dan wisten we dat we met een buis naar huis mochten. Mie Katoen kon ons daar bij niet helpen. De examens hadden plaats in een grote zaal waar alle professoren aanwezig waren. Als je geluk had kon je van één professor naar een andere lopen. De totaliteit van de mondelinge examens was afgelopen in twee dagen tijd: m.a.w. de totale examenstof was in die korte tijd te beheersen. Je was ongelooflijk gestresseerd maar na twee dagen wist je of je geslaagd was of niet
Op wetenschappelijk vlak hebben Moens en dOlieslagers weinig sporen nagelaten, en hun namen worden niet eens vermeld in de Geschiedenis van de Wetenschap in België (2) .
Over Roger Moens heb ik nu een en ander kunnen terugvinden, waardoor deze typische proffiguur heel wat begrijpelijker wordt. Roger Moens werd geboren in Jette op 27 mei 1901 en overleed te Gent in 1981. Hij volbracht zijn middelbaar aan het Koninklijk Atheneum te Brussel en studeerde vervolgens aan de ULB, waar hij tot Doctor in de Wis- en Natuurkunde promoveerde op amper eenentwintigjarige leeftijd. Vervolgens fungeerde hij van 1923 tot 1926 als assistent aan het Laboratorium Natuurkunde van dezelfde universiteit tot zijn benoeming als Werkleider aan het Laboratorium Natuurkunde van de RUG dat onder de leiding stond van prof. Jules Verschaffelt. In die hoedanigheid superviseerde hij de werkzaamheden voor de Nederlandse cursus in de Proefondervindelijke Natuurkunde en in de Algemene Natuurkunde en Wiskunde (doctoraat). In 1926 (KB 15-04-1926) werd hij, belast met de facultatieve cursus in de Physico-chemie (fysische scheikunde).
In 1928 (KB 30-10-1928) werd hij, ter vervanging van Prof. Jules Verschaffelt, tot docent benoemd met als leeropdracht de Nederlandse cursus in de « Proefondervindelijke Natuurkundevoor de kandidaturen wis- en natuurkunde en natuurwetenschappen, voor de voorbereidende scholen tot de Burgerlijke Genie en tot Kunsten en Fabriekswezen, en voor het Hoger Instituut voor Lichamelijke Opvoeding (HILO) ». Zijn leeropdracht omvatte verder ook de Nederlandse cursus in de « Beginselen der Wis- en Natuurkunde voor de voorbereidende scholen tot de burgerlijke genie ».
Hij werd tot gewoon hoogleraar benoemd bij K.B. van 4 november 1937 en dit met ingang van 1 oktober 1936. Moens was Secretaris van de Faculteiten Wetenschappen en Toegepaste Wetenschappen in 1948-1949 en nadien Dekaan van de Faculteit in 1949-1951. Van 1950 tot 1953 was hij Directeur van het centrum voor Kernfysica van de Universiteit Gent.
Zijn hoofdopdracht bestond blijkbaar uit het geven van onderwijs. Zijn wetenschappelijke publicaties beperkten zich dan ook tot enkele mededelingen aan de Belgische Academie voor Wetenschappen en dan nog uitsluitend in het begin van zijn loopbaan. Bvb Sur un phénomène d ionisation de la vapeur de mercure sous basse pression (1926), sur une nouvelle méthode d obtenir des oscillations électrique (1926), Les phénomènes thermoïoniques dans un champ magnétique (1926), quelques réactions chimiques en phase gazeuse dans les champs électromagnétiques de haute fréquence (1927), Les rayons magnéto-cathodiques à partir d une électrode incandescente (1927), Leffet Photo-électrique des lampes au néon ((1927), (avec Verschaffelt) Phénomènes optiques présentées par les quartz mis en vibrations piézo-électriques (1927), (avec Cosyns)Le problème de londe unique en téléphone sans fil (1928), (avec Cosyns) La transmission télégraphique à grande vitesse (1928), (avec Cosyns) Note sur les quartz piézo-électriques (1929), (avec Cosyns) Ondemètre de précision (1930). Verder waren er een tweetal publicaties in het Natuurkundig Tijdschrift: Over geluidsisolering (1930) en met Mortier, zijn latere werkleider Over het nauwkeurig meten van frequentie (1936).
De voorganger van Roger Moens was een zekere Jules Verschaffelt, die heel wat meer bekendheid genoot (3) en die men ook op een van de groepfotos van de fameuze Solvay- congressen kan terugvinden (Vijfde Congres). Verschaffelt interesseerde zich blijkbaar vooral aan de fysische scheikunde en de optische fysica en ook bij zijn opvolger Roger Moens was dit het geval. Merkwaardig is wel dat Verschaffelt, die vaak wees op de grote achterstand van de Belgische natuurkunde, totaal geen interesse toonde voor de relativiteitstheorie noch voor de kwantummechanica, twee revolutionaire theorieën die tijdens het interbellum in het middelpunt van de internationale discussies stonden.
Sterk beïnvloed door zijn Nederlandse voorbeelden (hij had gewerkt bij Jacobus Henricus Van 't Hoff (1852-1911) en Johannes Van der Waals (1837-1923) in Amsterdam en bij Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) en Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) in Leiden, waar hij promoveerde), was hij een hevig pleitbezorger voor Nederlandstalige wetenschapsbeoefening in Vlaanderen en voor verregaande samenwerking tussen Nederlandse en Vlaamse geleerden. Niettemin kon hij zich niet vinden in de meer extreme eisen van de Vlaamse Beweging, wat zijn positie in deze politiek gespannen periode er niet op vergemakkelijkte.
Is Verschaffelt als mentor voor Moens opgetreden? Dit zou wellicht een en ander kunnen verklaren
- het college van Moens
Van het door Moens gegeven college, was er (gelukkig) een officiële syllabus voorhanden. Officieel wil zeggen dat de notas gesuperviseerd en goedgekeurd waren door de docent in kwestie, die daardoor de volledige verantwoordelijkheid droeg voor inhoud en vorm. Deze syllabus bestond uit gestencilde notas (5 delen van telkens een honderdtal bladzijden Mechanica I, Mechanica II, Elektriciteit I, Elektriciteit II, en Stralingsleer) en werd in 1954 (2de herziene en bijgewerkte uitgave) uitgegeven door de Standaard en later (vanaf 1962) door Story.
In 1965 verscheen nog, eveneens van de hand van Moens, bij Story een Mathematische Inleiding tot de Leergang in de Proefondervindelijke Natuurkunde van welgeteld 25 paginas. Moens presenteerde deze inleiding als volgt:
Dit is een korte, samenvattende herhaling van enkele, elementaire begrippen en eigenschappen die nodig zijn voor het volgen van de cursus van Natuurkunde. Het is een minimum; meer wiskunde is er niet nodig maar deze bladzijden moeten dan ook grondig gekend zijn en, waar ze gebruikt zullen worden, vlot en zeker toegepast: men zal ze, te dien einde, telkens en telkens weer instuderen. Deze zeer beknopte en enigszins empirisch opgevatte notas maken geen aanspraak op strengmathematische waarde en ze zijn niet voorgesteld met de volledigheid en de strengere nauwkeurigheid zoals dit de Mathematici lief is. Voor ons is wiskunde geen doel maar een hulpmiddel van de Natuurkunde- studerenden. Het is een feit dat de overgrote meerderheid van de studenten der Kandidaturen in de Wetenschappen absoluut onvoldoende wiskundig voorbereid zijn: ons doel bij het opstellen van deze notas was enigermate deze leemte aan te vullen en het begrijpen en instuderen van die hoofdstukken, waar deze elementaire wiskundige eigenschappen een toepassing vinden, te vergemakkelijken
Deze minicursus wiskunde omvatte begrippen en stellingen uit de meetkunde (gelijkheid van hoeken) en trigonometrie, uit de algebra (exponenten, logaritmen), uit de vlakke analytische meetkunde (vergelijkingen van cirkel , ellips, hyperbool en parabool), uit de functietheorie (grafische voorstelling van functies waaronder sinus- en cosinusfuncties), uit de analytische meetkunde in de ruimte (vectoren, in- en uitproduct van twee vectoren), uit de differentiaalrekening (afgeleiden, partiële afgeleiden), uit de integraalrekening.
M.a.w. een Moens wist zeer goed waar het probleem lag maar ook met de notas zelf was er een probleem. Sommige onderwerpen werden zeer literair (dit is met veel omhaal van woorden en tekeningen) behandeld (bvb trillingen en golven), daar waar een eenvoudige verwijzing naar de wiskunde, die van toepassing was, had kunnen volstaan. Andere onderwerpen (bvb de vergelijking van de trillende snaar ofte de unidimensionale golfvergelijking) vergden dan weer heel wat meer wiskundige voorkennis, maar werden dan toch maar als grote examenvraag aan de arme student gesteld. Ik heb de indruk dat dezelfde problemen zich stelden aan de Leuvense Alma Mater.
Het was dan ook niet verwonderlijk dat een Walter Van Dingenen in 1957 (4) op het idee kwam, een boek te publiceren, die niet alleen het nodige wiskunde-greedschap ontwikkelde, maar ook nog deze wiskunde toepaste om bepaalde paragrafen (de zogenaamde tuyaux) uit de syllabus van Moens toe te lichten. Want eigenaardig genoeg, ontbrak in de syllabus bij vele paragrafen de logische wiskundige ontwikkeling.
Niet alle lessen werden door Moens gegeven. Zijn werkleider P. Mortier (5) trad op als lector voor de geometrische optica, waarvoor een partieel examen voorzien was en voor enkele basisbegrippen uit de kinetische gastheorie waaronder het begrip "vrije weglengte". Zijn uiteenzetting over de vergelijking van Van der Waals vond ik persoonlijk grandioos. Een Mortier bezat niet de welsprekendheid van een Moens maar zijn uiteenzettingen waren zeer helder want wiskundig gefundeerd.
Naast de theorie was er ook de practijk en alle studenten, die tot de Faculteit Wetenschappen (waaronder de farmacie) of Toegepaste Wetenschappen behoorden, waren verplicht om deel te nemen aan een reeks practische oefeningen, waarvan velen noch het opzet, noch de draagkracht snapten.
Deze oefeningen (6) werden beschreven in een klein boekje getiteld « Practische Oefeningen Natuurkunde » (zie bijlage 1) waarvan Moens de auteur was en dat uitgegeven werd door de Standaard-Boekhandel (1957). In feite was dit miniscuul boekje gewoon een uitbreiding en voortzetting van Jules Verschaffelt's « Practische Oefeningen » (zie bijlage 2). Deze practische oefeningen gingen door in de sombere kelders van het Rozier en waren weinig inspirerend. Van enige vrijheid van handelen was immers geen sprake en de studenten werden eerder als schoolkinderen behandeld, wat bvb uit de inleiding "Algemene Raadgevingen" bleek:
.. De studenten zien op voorhand thuis de proef in en stellen zich op de hoogte van de gang en de bijzonderheden van de te nemen proef. Voor het opnemen van de waarnemingen gebruikt men een speciaal schrijfboek; het gebruik van losse papiertjes wordt, in het belang van de studenten, niet aanvaard. Bij het nemen van de proeven wordt de meeste zorg en netheid nagestreefd. Men moet goed zorg dragen voor de toestellen, in acht nemende dat ze verder moeten gebruikt worden door de andere studenten. De assistent, die iets breekt of beschadigt, moet daarvan kennis geven aan de assistent, die de oefening leidt. Bij iedere proef staat in de voorbereiding vermeld wat door de student moet afgehaald worden bij de bediende. Na het eindigen van de waarneming worden alle geleende toestellen onmiddellijk terug ingediend. Bij de proeven met electrische metingen is het verboden spanning te gebruiken zonder voorafgaande toelating van de assisten. Voor de gewone proef wordt een verslag ingeleverd volgens onderstaand model...
(volgde dan een uiterst gedetailleerd model hoe de waarnemingen, berekeningen en nauwkeurigheid -relatieve en absolute fout - dienden genoteerd te worden)
... Men merke dus op dat: 1) de nodige berekeningen moeten gebeuren met niet meer decimalen dan vereist wordt door de nauwkeurigheidsdiscussie; men moet dus én de berekeningen én de nauwkeurigheidsdicussie gelijktijdig uitwerken om nutteloos cijferen uit te sparen 2) elke uitkomst wordt gegeven op een manier dat voor de juistheid van de voorlaatste decimaal kan ingestaan worden.
..Verslagen van proeven waarin andere getallen gebruikt worden dan die vermeld op het voorverslag of in het waarnemingsschrijfboek, worden waardeloos. Bij het nemen van een proef door twee studenten worden de verslagen nadien afzonderlijk gemaakt...
.. Alle uitleg en bijzonderheden over het vaststellen van de fouten en over de nauwkeurigheidsrekening worden in een speciale inleidingsles gegeven...
Omtrent deze inleidingsles, die door een assistent gegeven werd, herinner ik mij vrijwel niets. Toen ik jaren later beroepshalve geconfronteerd werd met enkele natuurkundige proeven heb ik met succes de monografie « Fysisch Experimenteren » van Gordon Squires (Aula-reeks -1972-) als leidraad gebruikt. Voornoemd boek was de Nederlandse vertaling van « Practical Physics » een werk, dat nog steeds actueel is. De laatste vierde editie, verschenen bij Cambridge University Press, dateert immers van 2001...
« Fysisch Experimenteren » is een uiterst praktische inleiding voor natuurkundig experimenteren. In de eerste plaats bestemd voor degenen die beginnen met fysisch experimenteren, behoudt het ook nog zijn praktisch nut voor reeds meer ervaren onderzoekers.
Het boekje omvat drie delen (voor meer details zie voetnoot (7)) : -Deel 1 Statistische verwerking van waarnemingen, fouten berekening -Deel 2 Instrumenten en methoden van logisch en efficiënt experimenteren -Deel 3 Aantekeningen houden, grafieken, rekenen, wetenschappelijk verslag. Warm aanbevolen aan allen die met fysische experimenteren geconfronteerd worden.
Toch was Moens' « Practische Oefeningen » ergens belangrijk omdat bepaalde onderwerpen, die hij in zijn college behandelde, hier experimenteel en dus meer begrijpelijk benaderd werden.
- de referentiebron voor het college van Moens
Van waar haalde en Moens de elementen voor zijn college en zijn syllabus, die voor de meeste studenten een ware nachtmerrie was? Enkele jaren geleden ontdekte ik toevallig het boek, dat Moens als basis voor zijn college én syllabus gebruikt had. Het was « Précis de Physique » van Georges Simon en André Dognon waarvan de eerste editie in 1937 verschenen was. Een tweede editie zal in 1941, een derde in 1952 verschijnen. Georges Simon was professor aan de Faculteit Wetenschappen (Dijon), André Dognon professor aan de Faculteit Genesskunde (Parijs).
De globale structuur van dit werk, dat maar liefst 1150 pagina's en 954 genummerde rubrieken telde, kwam overeen met deze van Moens' syllabus. Ook vond men er precies dezelfde figuren grafieken en tekeningen in terug. Vele oud-studenten van Moens zullen nu eens meewarig knikken en grijnzen. En toch juist dit werk laat toe de geest van het natuurkunde-onderwijs van toen te begrijpen.
In het Voorwoord van de eerste editie schreven de auteurs:
... La rédaction dun Précis de Physique à lusage des étudiants de P.C.B. présente peut-être plus de difficultés que celle des ouvrages concernant les autres parties de cet enseignement; ces difficultés tiennent à létendue du programme qui comprend la physique dite générale et la chimie physique, et aussi à linégalité scientifique des candidats
.. La physique procède par simplification et mathématisation du réel; cest pourquoi linstrument mathématique ne peut être mis de côté: à juste raison, le programme des leçons facultatives de mathématique; ces leçons constituent dans notre ouvrage lintroduction mathématique. Imprimée en petits caractères, elle donne les notions élémentaires du calcul différentiel et intégral si nécessaires en physique ainsi que les notions du calcul des probabilités qui a pris une si grande importance en physique et en biologie.
Dans le corps de louvrage, nous avons cherché à réduire les calculs au minimum, nous contentant de montrer la méthode dans des cas particulièrement simples; ces calculs se trouvent le plus souvent possibles en petit texte, et le lecteur peu familiarisé avec les mathématiques pourra les laisser de côté dans une première lecture .
Het ging dus over een leerboek bestemd voor een zeer heterogeen publiek met zeer verschillende wiskundige vorming. In wezen was er enige twijfel of een dergelijk studieboek wel mogelijk was. De enige mogelijkheid was immers de tekst te beperken tot een fysische verklaring of uiteenzetting van het beschouwde fenomeen en de wiskundige ontwikkeling- zelf over te laten aan de lezer. in feite komt een dergelijke houding er op neer, de kar voor het paard te spannen, want het is precies de wiskundige ontwikkeling die toelaat, het fenomeen te verklaren of te interpreteren.
Moens' syllabus was op dezelfde leest geschoeid, want evenzeer gericht tot een zeer heterocliet publiek. Geen wonder dat een zeer groot gedeelte van o.m. toekomstige artsen, tandartsen en apothekers, met dgaans beperkte wiskundige vorming, afhaakte en deze cursus werkelijk verafschuwde. Maar langs de andere kant was het ook onredelijk van een universitaire instelling te verwachten dat ze, rekening houdend met het aantal studenten, voor iedere doelgroep een specifieke en aparte cursus zou inrichten.
Het is dan ook niet verwonderlijk dat het studieboek van Simon en Dognon begon met een uitgebreide wiskundige inleiding, die een zestigtal bladzijden besloeg met volgende onderwerpen:
- partie 1 : Introduction mathématique
1- symétrie des figures 2- théorie des vecteurs 3- trigonométrie 4- analyse 5- application de lanalyse à la géométrie 6- notions de calcul différentiel 7- notions de calcul intégral 8- applications du calcul différentiel et intégral à la physique 9- éléments du calcul des probabilités 10- mesures physiques: erreurs dans les mesures 11- unités; systèmes dunités; dimensions
Deel 2 van het "Précis" werd door de auteurs als volgt verantwoord:
... Nous inspirant des instructions qui accompagnent le programme, nous avons commencé par une révision des notions connue de physique générale en cherchant à montrer leur origine expérimentale, leurs limitations, les conventions légitimes qui sont à la base des mesures. Dans cet exposé "macroscopique" nous avons pris comme guide le principe qui domine toute la physique, le principe de la conservation de l'énergie.
... La deuxième partie traite de l'énergie mécanique; on a pris comme point de départ la définition dynamique de la force et developpé les conséquences de la théorie newtonienne en cherchant à éviter tout cercle vicieux; l'hydrostatique est complétée par l'étude des phénomènes de capillarité et de tension superficielle; la dynamique des fluides est exposée dans quelques cas simples de manière à introduire la notion de viscosité; les mouvements vibratoires et l'acooustique forment la matière du dernier chapitre de la dynamique : - partie 2 : LEnergie mécanique
Chapitre 1 Repérage des positions Mesure des longueurs et des temps Cinématique
Chapitre 2 Statique et Dynamique (- déformations produites par les forces et les couples élasticité - conséquence de la loi générale de la dynamique)
Chapitre 3 Etude du champ de pesanteur (- comparaison statique des poids balances - champ de pesanteur)
Chapitre 4 Mécanique des fluides (- mesure des densités - tension superficielle capillarité - fluides gazeux - dynamique des fluides -appareils de transvasement des fluides)
Chapitre 5 Mouvements périodiques Vibrations sonores (- superpositions de deux ou de plusieurs oscillations - propagation des mouvements vibratoires - interférences ondes stationnaires - ondes à la surface de leau - les vibrations sonores - sources de son - ultra-sons - méthodes générales détude et denregistrement des mouvements - réception, reproduction et analyse des sons)
Deel 3 werd als volgt gepresenteerd:
... la troisième partie concerne l'énergie thermique et donne les notions de thermodynamique indispensables à l'étude de l'énergie chimique ou biologique :
Chapitre 3 Principe de Carnot Energie utilisable
Chapitre 4 Conservation de lénergie (- applications du principe de la conservation de lénergie et du principe de Carnot)
Chapitre 5 Transmission de la Chaleur (- conduction - convection - rayonnement - applications)
Het vierde deel betrof de moleculaire theorie:
... Les théories moléculaires rendent compte d'une manière satisfaisante des propriétés des gaz; elles nous introduisent dans la "microphysique" ce qui forme la quatrième partie :
- partie 4 : Etats de la Matière Théorie moléculaire
Chapitre 1 Théories et phénomènes moléculaires (- théorie cinétique des gaz - applications de la théorie moléculaire à la technique du vide)
Chapitre 2 Etats des corps Changement détat (- différents états des corps - passage dun état condensé et létat gazeux vaporisation, condensation - transformations entre états condensés, fusion, solidification - diagramme détat dun corps pur liquéfaction des gaz)
Chapitre 3 Les solutions (- dissolution des corps - propriétés colligatives des solutions - lois de Raoult: tonométrie, ébulliométrie, cryométrie - phénomènes de surface)
De inhoud van deel 5 werd als volgt verantwoord:
... L'électricité statique n'étant plus au programme de l' enseignement secondaire (!!!), elle a dû être exposée en son entier; nous avons préféré faire cette exposition par la méthode de Coulomb, qui est plus concrète que celle de Faraday et qui introduit si aisément l'électron; les facteurs de l'énergie électrique sont immédiatement mis en évidence, et l'étude du courant est bien facilitée. Les hypothèses sur la constitution électronique de la matière s'introduisent dans l'étude de la conductibilié des gaz et des solutions et des propriétés magnétiques. Le courant alternatif et la haute fréquence occupent les derniers chapitres de l'électricité... :
Chapitre 4 Machines électrostatiques Notions sur les sources usuelles délectricité
Chapitre 5 Condensateurs Diélectriques
Chapitre 6 Le courant électrique dans les conducteurs (- loi dOhm résistance électrique - mesure et comparaison des résistances et des différences de potentiel - phénomènes thermiques énergie du courant thermoélectricité)
Chapitre 7 Phénomènes magnétiques (Electrocinétiques) (- magnétisme - champ magnétique créé par les courants - actions subies par un courant dans un champ magnétique - mesure du courant: galvanomètres - aimantation par les courants)
Chapitre 8 Induction électromagnétique Unités électriques (- unités électriques: rapport des unités)
Chapitre 9 Courant électrique dans les solutions Ions électrolytiques (- électrolyse - piles électrolytiques - solutions électrolytiques - conductibilité des électrolytes mesure des ions - équilibre des ions H+ et OH- acidité réelle - piles de concentration)
Chapitre 10 Phénomènes électro-capillaires Solutions colloïdales (- phénomènes électriques aux surfaces - solutions colloïdales ou pseudo-solutions)
Chapitre 11 Le courant électrique dans le vide et dans les gaz Electron et ions gazeux (- courant dans le vide: émission thermoélectronique - phénomènes photo-électroniques - passage du courant dans les gaz: phénomènes dionisation)
Chapitre 12 Décharge électrique dans les gaz Rayons cathodiques et rayons positifs (- rayons cathodiques - rayons positifs)
Chapitre 14 Courants de haute fréquence Ondes électriques (- production des courants de haute fréquence - propagation du champ électromagnétique ondes hertziennes - radiotélégraphie et radiotéléphonie)
Vervolgens was het de beurt aan deel 6:
... La sixième partie traite de l'énergie rayonnante, dont le domaine s'étend de l'infrarouge lointain aux rayons X les plus pénétrantes. Pour bien montrer le caractère périodique des radiations et aussi pour mieux établir le rapport entre l'optique dite physique et l'optique dite géométrique, nous avons commencé l'exposé par les phénomènes d'interférence. La vision et le microscope sont traités assez complètement comme le veut le programme. A propos de l'étude des spectres, nous avons indiqué sommairement les hypothèses faites sur le mécanisme de l'émission et de l'absorption du rayonnement... - sixième partie: LEnergie du rayonnement ou Optique
Introduction
Chapitre 1 Propagation de la lumière (- vitesse de propagation)
Chapitre 2 Interférences lumineuses Mesure des longueurs donde
Chapitre 3 Réflexion de la lumière Applications (- lois de la réflexion - aberrations dans les miroirs courbes)
Chapitre 4 Réfraction dans les milieux isotropes Applications (- dioptres plans - prismes réfringents - mesure des indices de réfraction - dioptres sphériques - lentilles sphériques - systèmes centrés (approximation de Gauss) - insuffisance de lapproximation de Gauss aberrations des lentilles - systèmes dioptriques astigmates)
Chapitre 5 Propagation dans un milieu anisotrope Double réfraction
Chapitre 7 La vibration lumineuse Polarisation de la lumière (- passage de la lumière à travers les lames minces biréfringentes - propagation dune vibration dans un milieu doué du pouvoir rotatoire)
Chapitre 8 Lil La vision (- vision des couleurs - perception de la grandeur et de la forme des objets dans la vision monoculaire - vision binoculaire)
Chapitre 9 Instruments auxiliaires de lil Loupes Microscopes Lunettes (- loupe ou microscope simple - microscope composé - lunettes et collimateurs viseurs)
Chapitre 10 Etude des rayonnements Spectroscopie
Chapitre 11 Applications de la spectroscopie Spectres démission et dabsorption (- spectres dabsorption - absorption des rayons X - spectres de réflexion)
Chapitre 12 Sources de rayonnement (- émission purement thermique - phénomènes de luminescence)
Chapitre 13 Transformation de lénergie de rayonnement Photochimie (- photographie - action biologique des radiations)
En tenslotte deel 7 :
... Enfin il était naturel de terminer l'ouvrage par l'étude de la radioactivité, branche la plus récente de la physique, qui nécessite la connaissance de toutes les autres, et qui ouvre aux recherches futures le plus vaste champ d'inconnu...
- septième partie: Radioactivité Constitution de la Matière
In wezen geeft deze inhoudstafel geen goed idee van de werkelijke inhoud van het boek. Hiertoe zou een nominatieve lijst van de genummerde rubrieken nodig zijn, wat gezien het grote aantal ondoenlijk is. Opvallend is wel dat noch de relativistische mechanica i.h.b. de speciale relativiteitstheorie, noch de oude quantumfysica aan bod komen, terwijl deze toch dateren van in het begin van de twintigste eeuw.
Nochtans ontving het werk positieve kritiek van tijdgenoten als bvb Marcel Boll (8) (Ecole des Hautes Etudes), Louis Dunoyer (9) (Sorbonne) Gaston Dupouy (10) (Toulouse), René Fortrat (Grenoble)... een aanduiding dat het boek ingang had gevonden in de diverse Franse faculteiten.
- nabeschouwingen :
Achteraf beschouwd lijkt het erg logisch dat, voor het opstellen van zijn syllabus, prof Moens het "Précis de Physique" van Simon en Dognon uitgekozen had. Het was immers een erkende referentiebron althans in Frankrijk en eveneens opgesteld voor een heterogeen publiek biowetenschappers én wetenschappers. Er was vanwege de autoriteiten (het ging hier om een Rijksuniversiteit!) hierop niets aan te merken.
Anderzijds vermeed een Moens wel om zijn referentiebron op te geven. Na de vervlaamsing van de Gentse Universiteit, werden Franse referenties niet erg geapprecieerd. Ook wist hij hoe het met zijn voorganger Jules Verschaffelt verlopen was, en hij hield zich op de vlakte. Dat in die tijd de meeste docenten en professoren nooit verwezen naar of melding maakten van hun bronnen en referenties kwam een Moens natuurlijk goed uit.
In mijn studententijd heb ik nooit geweten, vanwaar Moens de mosterd haalde. Dit "Précis" zou nochtans van nut geweest zijn om bepaalde rubrieken van zijn syllabus meer verstaanbaar te maken want een syllabus is tenslotte maar een condensaat van een "Précis". Ik heb het in die jaren moeten stellen met een "Kronig" (zie cursiefje §5.3 in dit blog) en een "Ames en Murnagan" (zie cursiefje §13.2 in dit blog). En met goed resultaat, want uit onverdachte bron, weet ik dat ik bij Moens hoge cijfers haalde, zowel in de eerste als in de tweede kandidatuur... Toch even benadrukken dat ik bij het eindexamen wat geluk had. Ik kreeg de "goede" vragen d.i de vragen die ik op een wiskundige manier kon ontwikkelen (zie cursiefje §5.4). Had ik andere vragen gekregen -want die waren er ook- dan was het wellicht helemaal anders afgelopen...
Toch bleek onze "Moens" wel enigzins rekening te houden met de studierichting van de student. Een Kris Van Steenbrugge bvb schreef in zijn blog (11) hierover:
...Het vak natuurkunde was een ware ramp. Allemaal wiskundige formules, honderden bladzijden. De trillende snaar, de wetten van Poiseuille en Bernouillie: t had allemaal niets met geneeskunde te maken. Wie geen wiskundeknobbel had leerde de meest gevraagde formules van buiten o stom nutteloos paardenwerk! en dán mocht het wel eens lukken. Welke vraag professor Moens mij gesteld heeft weet ik niet meer. Ik had het alleszins niet goed geleerd en ik zei dat ik een andere oplossing bedacht had dan die welke in de cursus stond. Moens hij heette Roger met zijn voornaam interpreteerde dat alsof ik zou beweerd hebben dat ik een betere oplossing had. Hij voelde zich diep beledigd, werd razend kwaad en zette mij meteen aan de deur. En dat in mijn zesde en laatste examen! Tweede zittijd dus
Maar wonder boven wonder: ik bleek toch geslaagd te zijn in de eerste zittijd! Ik was één van de veertig à vijftig gelukkigen, op 192 ingeschrevenen. Ik had er maar één verklaring voor: het vak natuurkunde zal toch niet zo zwaar doorgewogen hebben en in de overige vijf vakken moet ik ongetwijfeld goed gescoord hebben....
Hoe dan ook, zelf heb ik niet zozeer MET Moens maar DOOR Moens natuurkunde beginnen studeren en dat heeft mij heel wat moeite gekost. Had ik echter geweten, vanwaar een Moens de mosterd haalde namelijk uit Simon en Dognon's « Précis de Physique » of misschien wel uit Lemoine en Lemoine's of Fleury en Mathieu's « Traité de Physique générale et expérimentale », dan had ik mij veel moeite kunnen besparen.
Vele cruciale onderwerpen die Moens in zijn syllabus aangaf zoals bvb de "trillende snaar", de "figuren van Lissajous", de "spiraal van Cornu" worden in voornoemde referenties op uitstekende wijze en wel experimenteel benaderd. Nochtans is deze benadering naar mijn gevoelen ietwat te "experimenteel" en te weinig "rationeel". Een ietwat meer wiskundige benadering, met enkele elementen uit bvb Paul Appell's « Précis de Mécanique rationnelle » (zie cursiefje 5.1) was naar mijn gevoelen zeker aangewezen geweest. Wellicht werd een dergelijke benadering belemmerd door een te strikte scheiding tussen de "natuurkundige" mechanica en de "rationele" mechanica????
(wordt voortgezet)
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(1) De Prehistorie van de geografie aan de Universiteit van Gent slotwoord gegeven door prof. em. Dr F. Snacken ter gelegenheid van het gala van de Gentse geografen (26 oktober 2007 Sint Pietersabdij)
In hetzelfde artikel vindt men een korte maar boeiende schets van de toestand aan de Gentse Universiteit in de oorlogsjaren.
Het Leefbericht J.E. Verschaffelt is kenschetsend voor de flamingantische sfeer, die geleid heeft tot de vervlaamsing van de Gentse Universiteit.
(4) Inleiding tot het hoger onderwijs : ten dienste van de kandidaturen aan de faculteit der geneeskunde, wiskunde, natuurkunde, scheikunde W. van Dingenen, R. de Vlieghere. Kasterlee : De Vroente, 1957.
(5) P. Mortier behoorde tot de Faculteit Toegepaste Wetenschappen (natuurkundig ingenieur) en had een heel wat meer gestoffeerd wetenschappelijk curriculum dan Moens. Hij werd in 1966 titularis van de leerstoel "Algemene Natuurkunde" bij de Toegepaste Wetenschappen. Zijn lessen waren van een absolute helderheid want wiskundig geöriënteerd.
(6) lijst van de practische oefeningen: Mechanica en Thermica : 1- meten van dikten en berekenen van de kromtestraal van een bolvormig lichaam 2- meten van verticale afstanden met de kathetometer 3- toepassing van de wet van Archimedes 4- bepaling van g met de omkeerbare slinger 5- controle van een balans, bepalen van een massa 6- de kwikbarometer, controle van een metaalbarometer 7- controle van een thermometer 8- de calorimeter, bepaling van een soortelijke warmte 9- bepaling van een lineaire uitzettingscoëfficiënt 10- bepaling van een capillariteitsconstante en van een oppervlaktespanning met behulp van de stalagmometer 11- bepaling van een wrijvingscoëfficiënt met behulp van een viscosimeter, calibratie van een capillaire buis 12- meting van de straal van een capillaire buis met hulp van een micrometrische microscoop, bepaling van een oppervlaktespanning en een capillaire constante door capillaire opstijging 13- bepaling van de dichtheid van een vloeistof met behulp van een pyknometer, controle van een balans van Westphal 14- bepaling van een elasticiteitsmodulus door buiging 15- bepaling van een elasticiteitsmodulus en een contractie-coëfficiënt door uitrekking 16- bepaling van een oppervlakte met behulp van een planimeter 17- bepaling van de verhouding van de soortelijke warmten cp en cv van lucht volgens Clement en Desormes 18- bepaling van een traagheidsmoment en een glijdingscoëfficiënt 19- verificatie van de wet van Hooke bij een springveer, formule van de harmonische trilling 20- bepaling van een traagheidsmoment door torsietrillingen 21- bepaling van een elasticiteitsmodulus van staal door uitrekking 22- bepaling van de relatieve vochtigheidsgraad van de lucht 23- bepaling van de dichtheid van een oplossing door toepassing van de formule van Simon Stevin 24- bepaling van de uitzettingscoëfficiënt van een gas 30- bepalen van een dampspanningslijn Optica en Acustica 25- bepaling van de brekingsindex door middel van een microscoop 26- gedwongen trillingen, resonantie 27- bepaling van het trillingsgetal van een stemvork 28- bepaling van de frequentieverandering van een stemvork in functie van de standen van een verplaatsbare massa door zwevingen en door stroboscopie 29- resonantie kromme van een stemvork 31- bepaling van een trillingsgetal volgens de methode van Kundt, meting van een geluidsgolflengte, bepaling van de voortplantingssnelheid van het geluid 32- vergelijking van de lichtsterkte van twee lichtbronnen met behulp van een fotometer 33- meting van een hoek met behulp van een goniometer, bepaling van de brekingsindex 34- waarneming van emissiespectrum door middel van de spectroscoop, ijking van de schaal van een spectroscoop, bepaling van de golflengten door vergelijking 35- bepaling van de brandpuntsafstand van een dunne lens met de fotometrische bank 36- gebruik van de microscoop, bepaling van de vergroting, meting van een microscopische lengte 42- bepaling van een optisch draaivermogen door middel van de polarimeter van Laurent 54- anastigmatisme 60- onderzoek naar de intensiteit van de teruggekaatste straal, bepaling van de hoek van Brewster Electriciteit en Magnetisme : 37- bepaling van de horizontale componente van het magnetisch veld van de Aarde met behulp van de tangentenboussole 38- bepaling van de soortelijke weerstand volgens de methode van de brug van Wheatstone 39- vergelijking van de EMK met die van het standaardelement volgens de compensatiemethode van Bosscha 40- meting van een stroomsterkte met behulp van een voltameter, controle van een ampèremeter 41- bepaling van de capaciteit van een condensator met behulp van de ballistische galvanometer, bepaling van de diëlectrische constante 43- bepaling van een plaatkarakteristiek van een triode 44- opnemen van een resonantiekromme 45- diffractiefiguren van Young, fotografische bewerkingen 46- de brug van Kohlbrausch 47- ijking van een ballistische galvanometer, bepaling van capaciteiten 48- bepaling van het mechanisch equivalent langs electrische weg 49- bepaling van de EMK van een thermokoppel 50- meten van het ionisatievermogen van een radioactieve stof 51- bepaling van een zelf-inductie en van een capaciteit, resonantie in laagfrequentie 52- magnetisatie van een ferromagnetische stof, hysteresis 53- interferentie tussen geluidsgolven 55- bepaling van een magnetische inductieflux door middel van een fluxmeter, meting van de veldsterkte van een electromagneet 56- karakteristiek van een dynamo 57- meten van een korte tijd, meten van een snelheid 58- permeabiliteit van een transformatorkern, hysteresis-lus 59- bepaling van equipotentiaallijnen
(7) inhoud « Fysisch Experimenteren » : -Inleiding : Hoofdstuk 1 Het experimenteren in de fysica
-Deel I : Statistische verwerking van resultaten Hoofdstuk 2 Inleiding tot de foutenrekening: §1 Het belang van foutbepaling §2 Systematische en toevallige fouten §3 Systematische fouten Hoofdstuk 3 Foutenrekening voor één variabele: §1 Inleiding §2 De verdeling van de metingen §3 De middelbare fout in het gemiddelde §4 De Gauss- verdeling §5 De geïntegreerde Gauss- functie §6 De fout in de fout §7 De geldigheid van de Gauss- verdeling §8 Samenvatting van symbolen, nomenclatuur en belangrijke formules (Opgaven) Hoofdstuk 4 Meer toepassingen van de statistiek: §1 Het doorwerken van fouten bij functies §2 De rechte lijn §3 Het wegen van de resultaten §4 Samenvatting van de vergelijking voor de lineaire kleinste- kwadraten toepassing (Opgaven) Hoofdstuk 5 Gezond verstand bij foutenberekening: §1 Foutenberekening in de praktijk §2 Ingewikkelde functies §3 De invloed van de fouten op het meetprogramma (Opgaven)
-Deel 2 : Experimentele methoden Hoofdstuk 6 Enkele fysische instrumenten en methoden: §1 Inleiding §2 De meetlat §3 De schroefmicrometer §4 Lengtemeting: keuze van de methode §5 Lengtemeting en temperatuurinvloed §6 Het meten van frequenties met behulp van zwevingen §7 De tegengekoppelde versterker §8 Servo- systemen §9 De natuurlijke begrenzing van de meetnauwkeurigheid (Opgaven) Hoofdstuk 7 Enkele volledige experimenten: §1 De vergelijking van lage weerstanden met behulp van een potentiometerschakeling §2 De Rayleigh refractometer §3 De meting van het magnetische moment van het vrije elektron (Opgaven) Hoofdstuk 8 Logisch experimenteren: §1 Inleiding §2 Schijnbare symmetrie in de apparatuur §3 De volgorde van de metingen §4 Opzettelijke en toevallige veranderingen §5 Verloop §6 Systematische variaties §7 Berekende en gemeten correcties §8 Relatieve metingen §9 Het nut van nauwkeurig meten (Opgaven) Hoofdstuk 9 Gezond verstand bij experimenteren: §1 De voorlopige meting §2 Elementaire controles §3 Menselijke fouten §4 Herhaling van de metingen §5 Het uitwerken van de metingen §6 Het ontwerpen van apparatuur
-Deel 3 : Aantekenen en Uitrekenen Hoofdstuk 10 Het aantekening houden van een experiment: §1 Inleiding §2 Gebonden of losbladig aantekenboek §3 Het aantekenen van meetresultaten §4 Weg met het overschrijven §5 Figuren tabellen §6 Duidelijkheid en overzichtelijkheid §7 De veel voorkomende fouten: vaagheid en dubbelzinnigheid Hoofdstuk 11 Grafieken: §1 Het gebruik van grafieken §2 De keuze van het soort grafiekenpapier §3 De keuze van de schaal eenheden §4 Enkele aanwijzingen voor het tekenen van grafieken §5 Het aangeven van de fout §6 Gevoeligheid Hoofdstuk 12 Rekenen: §1 Goed rekenwerk is belangrijk §2 Het vermijden van rekenfouten §3 Controles op rekenwerk §4 Orde van grootte §5 Foutenberekeningen §6 Hulpmiddelen bij het rekenen §7 Enkele losse tips §8 Controle op de algebra (Opgaven) Hoofdstuk 13 Het schrijven van een wetenschappelijke publicatie: §1 Inleiding §2 De titel §3 De samenvatting §4 De indeling §5 De verschillende paragrafen §6 Figuren, grafieken, tabellen §7 Instructies voor schrijvers §8 Helderheid §9 Goed taalgebruik §10 Conclusie
OPLOSSINGEN VAN DE OPGAVEN EN APPENDICES A- Tabel van de Gauss- functie en de geïntegreerde Gauss- functieB- Bepaling van een aantal met de Gauss- functie samenhangende integralen C- De variantie van s2 bij een Gauss- verdeling D- De binomiale verdeling en de Poisson- verdeling E- De fout in de coëfficiënten voor de lineaire kleinste- kwadraten aanpassing F- De SI eenheden G- De waarden van enkele constanten
De auteurs stelden dit laatste volume als volgt voor:
Ce volume, traitant d' une part de la Physique atomique et moléculaire, d'autre part de la Physique nucléaire, débute par un rappel des résultats, obtenus en Electricité et en Optique, dont linterprétation fait intervenir tantôt des mouvements de corpuscules tantôt des transmissions dénergie par ondes.
Il se divise ensuite en deux parties , dont la première présente un caractère plus théorique que la seconde, bien que toutes deux soient conformément à l' esprit de ce Traité- essentiellement orientées vers l' expérience.
Il était indispensable, en effet, dexposer les bases de la Mécanique ondulatoire qui permet une synthèse de faits jugés antérieurement contradictoires- afin darriver à une représentation suffisante de la structure des atomes, des molécules, des liquides et des cristaux, en fournissant une explication cohérente des règles quantiques déjà connues ..
Ziehier nu een detailleerde inhoud van dit laatste deel:
Introduction
Chapitre 1 « Corpuscules et ondes »
A- La conception corpusculaire de la matière:
§1 atomes et assemblages datomes §2 lélectron §3 la Mécanique des corpuscules §4 nombre atomique classification périodique des éléments §5 isotopes nombre de masse spectrographes de masse §6 le modèle atomique de Rutherford §7 transmutations nucléons §8 particules élémentaires antiparticules
B- Rayonnements:
§9 propagation dénergie par corpuscules et par ondes §10 émission et absorption photons §11 rayons X et γ §12 diffraction des électrons §13 diffraction dautres particules matérielles §14 loi de conservation dans les transformations (exercices)
Structures atomiques et moléculaires
Chapitre 2 « Les bases de la Mécanique ondulatoire »
§1 ondes associées aux corpuscules en mouvement §2 les relations dincertitude §3 équation donde cas dune particule libre §4 équation de Schrödinger pour une particule dénergie constante §5 liaisons entre la Mécanique ondulatoire et la Mécanique classique du point matériel §6 action dune discontinuité de potentiel sur le mouvement dune particule §7 barrière de potentiel effet tunnel §8 particule encagée puits de potentiel §9 double puits de potentiel résonance quantique §10 états stationnaires des systèmes atomiques §11 mouvement dun système de deux masses ponctuelles en Mécanique ondulatoire §12 le rotateur diatomique rigide §13 loscillateur linéaire harmonique §14 valeur moyenne dune fonction des coordonnées en Mécanique ondulatoire (exercices)
Chapitre 3 « Structures atomiques »
A- Latome dhydrogène:
§1 léquation de Schrödinger pour latome dhydrogène §2 létat fondamental de latome dhydrogène §3 états excités de latome hydrogène §4 transitions entre états stationnaires émission et absorption du rayonnement électromagnétique
B- Les atomes à plusieurs électrons:
§5 léquation de Schrödinger pour un atome à deux électrons §6 approximation de latome hydrogénoïde §7 deuxième approximation de Hartree champ moyen à symétrie sphérique §8 principe de Pauli §9 les fonctions donde de latome dhélium nouvelle forme du principe de Pauli §10 énergie déchange niveaux de latome dhélium §11 la construction du tableau périodique des éléments §12 couplages électroniques termes fondamentaux des atomes §13 les ions monoatomiques valence électrochimique §14 propriétés magnétiques des atomes et des ions §15 diffusion de photons ou de particules par un atome (exercices)
Chapitre 4 «Formation des molécules»
§1 combinaisons entre atomes affinité valence §2 les forces interatomiques et intermoléculaires §3 la liaison ionique §4 la liaison atomique lion H2+ - méthodes dapproximation §5 la molécule dhydrogène §6 généralisation covalence de spin §7 caractère ionique partiel des liaisons atomiques §8 détermination des distances des atomes dans les molécules diatomiques §9 détermination des énergies de dissociation §10 courbes théoriques dénergie potentielle des molécules diatomiques §11 molécules poly-atomiques valences dirigées §12 distances des atomes dans une molécule poly-atomique rayons atomiques §13 détermination de la symétrie des molécules (exercices)
Chapitre 5 «Structure des phases condensées»
A- Les liaisons dans la matière condensée:
§1 types divers de liaison §2 répartition des atomes dans les phases condensées §3 forces de van der Waals §4 forces dorientation, forces dinduction, forces de dispersion §5 liaisons par lhydrogène
B- Cristaux non métalliques Dimensions moléculaires et ioniques:
§6 cristaux moléculaires §7 dimensions des molécules §8 rayons atomiques de van der Waals §9 cristaux ioniques §10 rayons ioniques §11 cristaux covalents §12 structure cristalline des éléments non métalliques
C- Mes métaux:
§13 la liaison métallique §14 les électrons dans les métaux première approximation §15 les électrons dans les métaux théorie des bandes §16 propriétés magnétiques des métaux (exercices)
Chapitre 6 « Les statistiques quantiques »
§1 caractères généraux des statistiques §2 détermination des états des constituants §3 dénombrement des complexions de même énergie §4 calcul de la probabilité dune configuration déquilibre §5 application de la statistique de Bose et Einstein au rayonnement du corps noir §6 application de la statistique de Fermi et Dirac aux électrons dans les métaux (exercices)
Transmutations, Structures nucléaires
Chapitre 7 «Rayonnement des corps radioactifs»
§1 découverte de la radioactivité §2 rayonnements divers §3 étude des rayonnements par la mesure des charges transportées, par lemploi de la fluorescence, de la photographie, de leffet Cerenkov §4 emploi de la chambre de Wilson §5 emploi des courants dionisation §6 rayons alpha: nature, charge, dénombrement §7 vitesse des particules alpha §8 parcours ionisant des particules alpha §9 diffusion des particules alpha §10 rayons béta: nature, dénombrement, spectres de vitesse §11 énergie et diffusion des rayons béta §12 rayons gamma: longueurs donde, effet photoélectrique §13 rayons gamma: diffusion, absorption, effets ionisants §14 interprétation des spectres alpha, béta et gamma §15 rayons de recul et rayons secondaires §16 difficultés dans lemploi des compteurs (exercices)
Chapitre 8 «Transformations radioactives »
§1 émanation du radium et radioactivité induite §2 modifications nucléaires liées aux radiations alpha et béta §3 vitesse de transformation dun corps radioactif §4 évolution des dérivés successifs équilibre radioactif §5 détermination des demi-vies §6 notions sur la chimie des radioéléments §7 les isotopes et leur séparation §8 les familles radioactives §9 autres éléments radioactifs naturels §10 importance de la radioactivité naturelle §11 premières notions sur les éléments radioactifs artificiels (exercices)
Chapitre 9 «Transformations provoquées»
§1 intérêt des transmutations §2 expérience de Rutherford transmutations (α, p) §3 le neutron §4 découverte de la radioactivité artificielle §5 transmutations par capture de neutrons §6 transmutations par hélions, deutons, protons et par rayons γ §7 section efficace dans une réaction nucléaire §8 indicateurs radioactifs §9 autres applications de la radioactivité artificielle §10 éléments transuraniens §11 bilan énergétique dune réaction nucléaire §12 transmutations par fission §13 transmutations par fusion (exercices)
Chapitre 10 « Rayons cosmiques »
§1 découverte des rayons cosmiques caractères généraux §2 moyens détude §3 identification des particules évaluation des énergies §4 composantes molle et dure exploration en altitude §5 effet de latitude, effet est-ouest ceintures de Van Allen §6 rayonnement primaire §7 rayonnements secondaires - gerbes, étoiles §8 le positon matérialisations de photons dématérialisations délectrons §9 muons µ, mésons π et k §10 hypérons §11 rayons cosmiques et physique des hautes énergies (exercices)
§1 rôle des accélérateurs classification §2 sources dions déviateurs §3 générateurs à haute tension §5 accélérateurs linéaires à radiofréquences §6 cyclotron et synchrocyclotron §7 bêtatron §8 synchrotron à électrons §9 synchrotron à protons §10 anneaux de collision (et stockage) §11 détecteurs et enregistreurs associés aux accélérateurs §12 quelques résultats acquis à laide des accélérateurs §13 la classification des particules élémentaires (exercices) (exercices)
Chapitre 12 «Structures, énergies et forces nucléaires»
§1 principes de létude des noyaux atomiques §2 charges, masses, dimensions nucléaires §3 les nucléons §4 classification des nuclides §5 moment cinétiques et moments magnétiques nucléaires §6 moments électriques quadripolaires des noyaux §7 énergies de liaison §8 forces de Wigner et forces déchange §9 modèles nucléaires §10 stabilité et instabilité nucléaires §11 puits et barrières de potentiel §12 applications aux réactions nucléaires (exercices)
Chapitre 13 « Les réacteurs nucléaires »
§1 libération dénergie nucléaire par fission en chaîne §2 combustibles nucléaires §3 bombes à fission §4 fission contrôlée ralentisseurs et absorbeurs §5 types divers de piles §6 utilisation de lénergie de fission §7 autres applications des piles nucléaires §8 effets nocifs des rayonnements nucléaires moyens de protection §9 mesures concernant les rayonnements nucléaires §10 énergie thermonucléaire §11 origine des énergies stellaires (exercices)
Conclusion
Chapitre 14 «Remarques sur létude de la Physique»
§1 la Physique, élément nécessaire de léducation §2 létude progressive de la Physique §3 les notions de base le nombre et la mesure en Physique §4 expériences, hypothèses et théories §5 analogies et modèles en Physique §6 formules, exercices, travaux pratiques §7 les mathématiques du physicien §8 lapport de la Physique aux diverses sciences et techniques §9 la découverte en Physique §10 lévolution de la Physique
(Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors")
§ 5.4 Wat is (Algemene) Natuurkunde?(III)
III- Volumes in betrekking tot het Electromagnetisme
Bij « Moens » (cursiefje 5.5) en «Kronig» (cursiefje 5.6) was de leergang Elektromagnetisme herleid tot het strikte minimum. Aanvullingen dienaangaande waren dan ook zeer welkom, temeer daar ik tijdens mijn doctorale studie uitvoerig zal gebruik maken van elektrische instrumenten en een inzicht van wat nu precies gemeten werd zeker niet overbodig was. Ook op professioneel vlak hebben deze volumes mij heel wat bijgebracht.
- Volume 6 « Electrostatique, courants continus, magnétisme » (4ème édition -1967-) handelt over de mechanische fenomenen die optreden bij geëlektriseerde en (of) gemagnetiseerde materie en beschrijft de elektrische en magnetische krachten die aan de oorsprong liggen van deze fenomenen.Ook hier is de benadering zuiver experimenteel. Achtereenvolgens worden aldus behandeld de elektrostatica, de elektrodynamica en het elektromagnetisme:
Electrostatique
Chapitre 1 «Charges et forces électrostatiques (dans le vide)»
§1 électrisation isolants et conducteurs §2 charges positives et négatives §3 quantités délectricité principe de conservation de lélectricité §4 électrisation par influence §5 électroscope à feuilles §6 loi de Coulomb §7 unités de quantité délectricité loi de Coulomb rationalisée §8 dissymétrie entre les deux espèces délectricité
§1 notion de champ électrique unités symétrie §2 champ et déplacement électriques dus à une charge ponctuelle dans le vide §3 lignes et tubes de vecteurs §4 circulation du vecteur champ §5 cas particulier des vecteurs à circulation conservative potentiel électrique §6 surfaces équipotentielles diagrammes électriques §7 relation E = -grad V §8 rotationnel dun vecteur: rotV §9 flux dun vecteur flux électrique ψ §10 théorème de Gauss §11 vecteurs à flux conservatif §12 divergence dun vecteur: div V théorème de Green §13 laplacien dun scalaire: ∆ V équations de Poisson et de Laplace §14 résumé des propriétés des vecteurs E et D comparées à celles de vecteurs quelconques §15 champ et potentiel dune distribution uniforme de charges sur une droite ou sur un plan §16 champ et potentiel dune distribution uniforme sur une surface sphérique §17 dipôle électrique §18 couche double
Chapitre 3 «Equilibre électrostatique des conducteurs»
§1 champ, potentiel et charges dans un conducteur homogène en équilibre §2 potentiel et champ électrostatiques dans une enceinte conductrice fermée sans charges intérieures §3 application aux écrans électriques §4 mesure des charges électriques au cylindre de Faraday §5 mesure directe du déplacement électrique dans le vide §6 étude expérimentale de la distribution de lélectricité sur les conducteurs §7 champ au voisinage immédiat et sur la surface dun conducteur pression électrostatique §8 étude théorique de la distribution des charges sur un conducteur §9 capacité dun conducteur §10 problème général de léquilibre électrostatique (dans le vide) §11 équilibre électrostatique dans une cavité à parois conductrices retour sur les écrans électriques et le cylindre de Faraday §12 potentiels et charges dans une enceinte conductrice §13 capacités et coefficient dinfluences dans un ensemble de conducteurs §14 partage des charges entre deux conducteurs éloignés mesure des potentiels §15 condensation de lélectricité capacité dun condensateur §16 condensateur plan §17 mesure de la charge élémentaire expériences de Millikan
Chapitre 4 «Diélectriques»
§1 actions électriques dans un milieu diélectrique §2 charges induites dans un diélectrique champ et déplacement (cas dun condensateur plan) §3 polarisation dun diélectrique §4 champ et déplacement à lintérieur dun diélectrique (cas général) §5 polarisation purement induite §6 passage dun milieu dans un autre §7 champ influençant, champ dépolarisant, champ agissant §8 mesure du champ dans une cavité à lintérieur dun diélectrique §9 électrets corps pyroélectriques et seignetto-électriques §10 piézo-électricité §11 conductivité et hystérésis des diélectriques §12 théorie atomique de la polarisation des diélectriques §13 théorie atomique de la piézo-électricité
Chapitre 5 «Condensateurs - Energie électrostatique»
§1 rappel du principe des condensateurs charge et décharge §2 calcul de la capacité dun condensateur dans quelques cas simples §3 associations de condensateurs §4 réalisation des condensateurs §5 énergie dun condensateur chargé §6 énergie dun système de conducteurs électrisés §7 énergie dun diélectrique dans un champ électrostatique §8 localisation de lénergie électrostatique §9 calcul des forces et couples entre conducteurs chargés à partir de lexpression de lénergie électrostatique §10 actions mécaniques subies par un volume de diélectrique dans un champ électrostatique
Electrocinétique
Chapitre 6 «Courants électriques - Résistance»
§1 courants de charges électriques leurs manifestations diverses §2 sens dun courant §3 intensité dun courant lampère §4 mesure des intensités §5 densité de courant §6 champ électromoteur force électromotrice §7 courants de déplacement courants de polarisation §8 résistance électrique conductance premier loi dOhm §9 résistance dun ensemble de conducteurs ohmiques en série, en parallèle §10 shunts dampèremètres voltmètres à résistance §11 mesure des résistances pont de Wheatstone §12 résistance dun conducteur homogène de section constante deuxième loi dOhm §13 relation entre la densité de courant et le champ électrique §14 résistance dun conducteur quelconque §15 résistances étalonnées rhéostats potentiomètres §16 courants de décharge ou de charge dun condensateur à travers une résistance constante §17 circuits contenant des résistances non ohmiques
Chapitre 7 «Energie du courant électrique - Réseaux de conducteurs»
§1 énergie et puissance mises en jeu par un courant §2 loi de Joule §3 applications de leffet Joule §4 énergie fournie à un récepteur électrique force contre-électromotrice §5 énergie fournie par un générateur §6 réseaux de conducteurs équations de Kirchhoff résistance équivalente §7 mesure des forces électromotrices par la méthode dopposition §8 conséquences des équations de Kirchhoff §9 transfert de puissance §10 groupement de générateurs
Champ magnétique, induction
Chapitre 8 «Champ et moments magnétiques»
§1 aimants §2 différences essentielles entre lélectrostatique et le magnétisme §3 aimant dans un champ H uniforme moment coulombien j §4 champ magnétique dun aimant §5 expériences de Gauss §6 champ magnétique des courants §7 unités de champ et de moment magnétique §8 action dun champ magnétique uniforme sur un circuit parcouru par in courant §9 symétrie axiale des champs et des moments magnétiques §10 conventions relatives au sens des vecteurs axiaux produits vectoriels §11 masses magnétiques fictives unités §12 loi de Coulomb pour le magnétisme
Chapitre 9 « Champ magnétique des courants »
§1 généralité du phénomène sens du champ §2 expérience de Biot et Savart §3 règle élémentaire dite de Biot et Savart §4 champ magnétique créé par des charges ponctuelles en mouvement §5 champ dun courant rectiligne indéfini et dun courant anguleux §6 champ magnétique sur laxe dune spire circulaire principe des galvanomètres à aimant mobile bobines de Helmholtz §7 champ dun solénoïde §8 circulation du champ magnétique théorème dAmpère force magnétomotrice §9 applications du théorème dAmpère §10 théorème de Stokes relation de Maxwell-Ampère
Chapitre 10 « Forces électromotrices et courants dinduction »
§1 expériences sur les courants induits §2 forces électromotrices induites §3 vecteur induction flux magnétique loi de Faraday perméabilité §4 unités §5 conservation du flux magnétique §6 sens des forces électromagnétiques induites loi de Lenz §7 champ électromoteur dans un élément de circuit en mouvement dans un champ dinduction invariable §8 champ électromoteur dans un élément de circuit, immobile dans un champ dinduction variable §9 quantité délectricité induite par suite dune variation de flux §10 disque de Faraday et autres cas remarquables §11 courants de Foucault §12 applications des phénomènes dinduction
§1 self inductance induction mutuelle le Henry §2 self inductance dun long solénoïde self linéaire dune ligne coaxiale §3 induction mutuelle de deux circuits enroulés sur un même tore inductances réglables §4 forces électromotrices de self induction extracourants de rupture et de fermeture §5 écrans électromagnétiques §6 courants dans deux circuits couplés §7 partage des quantités délectricité entre deux branches en parallèle §8 self dun ensemble de deux bobines en série selfs réglables §9 mesure des inductances
Chapitre 12 «Action dune induction magnétique sur un courant»
§1 expériences diverses §2 loi élémentaire de Laplace §3 action dune induction magnétique sur une particule électrisée en mouvement §4 potentiel vecteur de linduction magnétique §5 principe des moteurs à courant continu exemple de calcul dune force de freinage électromagnétique §6 travail des forces électromagnétiques lors du déplacement dun circuit théorème de Maxwell §7 règle du flux maximum calcul des forces et des couples à partir du théorème de Maxwell §8 rôle du système de référence dans lexpression des phénomènes dinduction §9 action dun champ dinduction uniforme sur une bobine moments «ampériens» §10 masses magnétiques «ampériennes» fictives §11 principe des galvanomètres à cadre mobile §12 actions mutuelles de deux courants méthodes de calcul règle élémentaire §13 cas de deux courants rectilignes parallèles indéfinis définition de lampère §14 principe des dynamomètres §15 détermination des forces et des couples par lintermédiaire des coefficients dinductance §16 actions mécaniques produites par un courant sur son propre circuit §17 le principe dégalité de laction et de la réaction en électromagnétisme
Chapitre 13 «Energie électromagnétique»
§1 énergie dun circuit doué de self inductance §2 énergie dun ensemble de circuits parcourus par des courants §3 localisation de lénergie dans lespace §4 énergie mutuelle des aimants et des courants
Aimantation
Chapitre 14 «Polarisation magnétique - Para- et diamagnétisme»
§1 la matière dans le champ magnétique §2 aimantation régulière dun tore polarisation magnétique J et aimantation M §3 courants moléculaires phénomènes gyromagnétiques §4 champ et induction dans la matière aimantée §5 équivalence entre polarisation magnétique et répartition de courants feuillets magnétiques §6 équivalence entre polarisation magnétique et répartition de masses magnétiques fictives §7 passage dun milieu à lautre champ dans un cavité §8 aimantation purement induite §9 énergie dun dipôle magnétique dans un champ forces agissant sur un corps aimantable placé dans un champ magnétique §10 mesure de la susceptibilité des corps para- et diamagnétiques résultats §11 théorie du diamagnétisme §12 théorie du paramagnétisme §13 obtention de très basses températures par désaimantation adiabatique
Chapitre 15 «Ferromagnétisme»
§1 généralités §2 champ démagnétisant §3 déformation des lignes dinduction dans un corps ferromagnétique écrans magnétiques §4 étude de laimantation des ferromagnétiques §5 courbes de première aimantation §6 hystérésis §7 transformation dénergie en chaleur associée aux phénomènes dhystérésis §8 aciers spéciaux pour électroaimants, pour machines électriques, pour aimants permanents §9 fabrication et conservation des aimants §10 désaimantation à haute température ou dans un champ alternatif damplitude décroissante §11 théorie du ferromagnétisme §12 antiferromagnétisme ferrimagnétisme §13 circuits magnétiques §14 circuits magnétiques avec entrefer §15 électroaimants à armature mobile forte portante §16 électroaimants polarisés §17 électroaimants destinés à la production de champs intenses
Courants dans les divers milieux
Chapitre 16 «Courants dans le vide - Phénomènes thermoélectriques et photoélectriques»
§1 généralités
A- Phénomènes thermoélectroniques:
§2 émission thermoélectronique diodes §3 action dun champ électrique sur les électrons lélectronvolt §4 action dune induction magnétique constante et uniforme sur les électrons en mouvement §5 actions subies par une particule électrisée dans le vide cas général §6 mesure du rapport e / m0 §7 courbes caractéristiques dune diode §8 interprétation des caractéristiques rôle de la charge despace §9 cathodes à oxydes chauffage indirect §10 emplois dune diode §11 triodes §12 coefficient damplification et pente dune triode §13 applications des tubes thermoélectroniques §14 fluctuations des courants électroniques
B- Notions doptique électronique:
§15 focalisation des électrons par un champ électrique §16 focalisation des électrons par une induction magnétique §17 canons à électrons §18 microscope électronique §19 oscilloscope électronique
C- Phénomènes photo électroniques:
§20 moyens détude du phénomène photoémissif §21 lois de leffet photoémissif §22 théorie dEinstein les photons §23 sensibilité spectrale effet photoémissif sélectif §24 cellules photoémissives à vide §25 cellules à multiplicateurs délectrons §26 usages des cellules photoélectriques
Chapitre 17 « Courants dans les gaz »
A- Les ions gazeux:
§1 phénomènes généraux de conduction dans les gaz §2 ionisation des gaz §3 énergie dionisation §4 neutralisation des ions §5 courants dionisation non autonomes §6 mesure de la mobilité des ions §7 mesure du coefficient de recombinaison des ions §8 condensation de la vapeur deau sur les ions chambre de Wilson
B- Courants semi-autonomes:
§9 ionisation par choc §10 compteurs de Geiger §11 phénomènes lumineux en régime semi-autonome §12 tubes thermoélectroniques à atmosphère gazeuse thyratron §13 cellules photoélectriques à gaz
C- Décharges auto-entretenues:
§14 courants dionisation autonomes §15 décharges luminescentes à la pression atmosphérique §16 décharges en régime darc à la pression atmosphérique arcs au carbone §17 arcs entre métaux §18 variation du potentiel explosif avec la pression loi de Paschen §19 décharges autonomes dans les gaz à basse pression §20 interprétation des phénomènes de la décharge à basse pression §21 usage des tubes luminescents §22 les rayons cathodiques §23 les rayons positifs
Chapitre 18 «Courants dans les électrolytes»
§1 courants dans les liquides électrolyse §2 lois qualitatives de lélectrolyse §3 lois quantitatives de lélectrolyse §4 lois dOhm en électrolyse force contre-électromotrice §5 valeur de la conductivité des électrolytes §6 ions électrolytiques §7 interprétation de la loi dOhm dans la théorie des ions §8 mesure directe des mobilités ioniques §9 changements de concentration au voisinage des électrodes nombres de transport §10 force de frottement sur les ions hydratation des ions §11 structure et conductivité des solutions délectrolytes §12 application des lois de Raoult aux électrolytes §13 activité des solutions électrolytiques §14 électrochimie §15 autres applications de lélectrolyse
Chapitre 19 « Courants dans les solides »
§1 relations entre la conductivité et la structure des solides
A- Conduction métallique:
§2 conductivité intrinsèque des métaux sa variation thermique §3 supraconductivité §4 influence des impuretés et des alliages sur la conductivité métallique §5 influence dun champ magnétique sur la conductivité des métaux §6 conduction électronique dans les métaux §7 effet Hall §8 théorie cinétique des électrons dans les métaux
B- Cristaux ioniques et covalents:
§9 conduction intrinsèque des cristaux ioniques §10 semi-conduction accidentelle des cristaux ioniques §11 semi-conduction intrinsèque des cristaux covalents §12 semi-conduction accidentelle des cristaux covalents §13 action dun champ magnétique sur les semi-conducteurs effet Hall
C- Interprétations théoriques modernes:
§15 énergie des électrons dans les cristaux théorie des bandes §16 énergie de Fermi travail dextraction §17 photoconduction
Chapitre 20 « Forces électromotrices de contact »
A- Métaux et semi-conducteurs:
§1 métaux au contact leffet Peltier §2 chaînes métalliques isothermes loi de Volta §3 métaux très voisins - effet Volta §4 contact à semi-conducteurs effet redresseur §5 transistors
B- Electrolytes:
§6 contacts métal-électrolyte §7 électrodes réversibles §8 détermination des activités ioniques §9 potentiels normaux §10 différence de potentiel au contact de deux solutions délectrolytes §11 piles de concentration §12 mesure de la concentration des ions H+ - le pH §13 différence de potentiel au contact dune membrane semi-perméable §14 phénomènes électrocinétiques §15 phénomènes électro-capillaires
Chapitre 21 « Générateurs électriques divers »
§1 généralités
A- Machines électrostatiques:
§2 machines à frottement §3 machines à influence §4 machine de van der Graaff
B- Générateurs électrochimiques:
§5 piles hydroélectriques §6 pile de Volta polarisation §7 piles à dépolarisant §8 piles à deux liquides §9 notions sur la théorie thermodynamique des piles hydroélectriques §10 principes des accumulateurs électriques §11 accumulateurs au plomb §12 accumulateurs au nickel §13 accumulateurs à largent
C- Générateurs thermoélectriques et photovoltaïques:
§14 Force électromotrice de température (effet Thomson) loi de Magnus §15 thermocouples §16 variations de la force électromotrice dun thermocouple en fonction des températures §17 usages des thermocouples §18 application de la thermodynamique aux thermocouples §19 photopiles
Chapitre 22 « Dynamos génératrices et motrices »
§1 principe des magnétos et des dynamos réversibilité
A- Dynamos génératrices:
§2 description dune dynamo bipolaire à anneau Gramme §3 induit en tambour §4 calcul de la force électromotrice §5 commutation calage des balais §6 déplacement de la ligne neutre §7 réaction dinduit §8 excitation indépendante et auto-excitation §9 génératrices en série §10 génératrices-shunt génératrices compound §11 dynamos multipolaires et unipolaires §12 rendement dune dynamo génératrice
B- Moteurs à courant continu:
§13 intervention décrans magnétiques dans les dynamos §14 sens de rotation force contre-électromotrice calage des balais §15 vitesse de rotation couple moteur §16 moteurs à excitation séparée §17 moteurs-shunt §18 moteurs-série §19 rendement dun moteur continu §20 transport dénergie en courant continu
Réponses aux exercices
- Volume 7 « Courants alternatifs, ondes hertziennes » (4ème édition-1969-) handelde over laagfrequente elektrische stromen waarbij ook hier het experiment op de voorgrond trad. Vooral de sinusoïdale stromen werden hierbij diepgaand besproken. Hierop volgde de studie van gekoppelde elektrische kringen, van de elektromagnetische oscillatoren, van de elektromagnetische generatoren. Na een bespreking van de voortplanting van elektromagnetische golven en hun gebruik bij telecommunicatie sloot dit volume af met een overzicht van de meetinstrumenten en meetmethodes en hun gebruik in de geofysica en de fysiologie:
Courants alternatifs
Chapitre 1 « Généralités sur les courants alternatifs »
A- Effets divers:
§1 existence et importance §2 périodicité et fréquence §3 effets thermiques intensité efficace §4 effets électrolytiques §5 effets électromagnétiques §6 effets dinduction §7 effets de capacité §8 propagation des champs alternatifs approximation des états quasi-stationnaires §9 Lois de Kirchhoff en courant alternatif
B- Courants sinusoïdaux harmoniques:
§10 intervention des fonctions sinusoïdales dans létude des courants alternatifs §11 courants non sinusoïdaux §12 valeurs efficaces §13 courants triphasés §14 courants polyphasés §15 champs magnétiques sinusoïdaux champs tournants
C- Circuits électriques oscillants:
§16 décharge oscillante dun condensateur à travers un circuit doué de self-inductance §17 analogies mécaniques §18 oscillations électriques amorties §19 oscillations électriques auto-entretenues §20 charge dun condensateur à travers un circuit doué dun self-inductance §21 oscillations électriques de relaxation §22 application dune force électromotrice à un circuit oscillant §23 excitation par choc (exercices)
Chapitre 2 « Circuits parcourus par des courants sinusoïdaux »
A- Circuits sans dérivation:
§1 cas dune résistance inductive §2 cas de deux résistances inductives en série §3 cas dun condensateur en série avec une résistance sans self §4 cas dune bobine inductive et dun condensateur en série §5 acuité de résonance surtensions §6 puissance transportée par un courant alternatif §7 méthodes générales pour létude des courants sinusoïdaux dans des circuits donnés emploi de nombres complexes §8 représentation graphique de la variation des impédances complexes en fonction de la pulsation
B- Circuits comprenant des dérivations:
§9 application de la loi de Kirchhoff §10 circuit anti-résonant §11 pont de Wheatstone en courant sinusoïdal §12 distributions à intensité constante §13 théorèmes divers applicables à des réseaux de conducteurs dans le cas des courants sinusoïdaux §14 filtres électriques §15 filtres passe-bas §16 filtres passe-haut §17 filtres passe-bande §18 emploi des filtres §19 quadripôles §20 adaptation dimpédances
C- Transmissions dénergie en courant alternatif:
§21 transports dénergie par des courants sinusoïdaux §22 transport de courants triphasés §23 circuits parcourus par des courants comportant des harmoniques (exercices)
Chapitre 3 « Circuits non ohmiques - Redresseurs statiques »
A- Courants variables dans des conducteurs non ohmiques:
§1 généralités §2 exemples de conducteurs et semi-conducteurs à résistance non ohmique §3 diodes à vide §4 triodes utilisées en courant alternatif §5 amplification par triodes amplificateur à résistance §6 emploi de tubes à plus de trois électrodes §7 emploi de transistors
B- Redressement du courant alternatif:
§8 redresseurs à diodes §9 kénotrons §10 redressement par diode à atmosphère gazeuse §11 redresseurs à arc au mercure §12 redresseurs secs (exercices)
Chapitre 4 « La matière dans un champ alternatif »
§1 résistance apparente en courant alternatif §2 effets décran électromagnétique §3 chauffage par induction §4 permittivité dans un champ alternatif §5 théorie de lhystérésis diélectrique §6 causes diverses modifiant les facteurs dimpédance dune bobine sans fer §7 bobines à noyau de fer amplificateurs magnétiques §8 ions gazeux dans un champ alternatif (exercices)
Circuits couplés - Machines
Chapitre 5 « Circuits oscillants couplés »
A- Couplage de deux circuits oscillateurs à triodes:
§1 couplage par capacité §2 couplage par résistance §3 couplage par inductance §4 excitation par impulsion des oscillations libres dun circuit §5 mise en évidence des oscillations libres dans deux circuits couplés §6 compensation des effets de la résistance par couplage à réaction §7 auto-entretien des oscillations dans un circuit par une triode ou par un transistor §8 oscillations forcées des circuits oscillants §9 multivibrateur
§1 transformateurs à basse fréquence §2 relations générales rapport de transformation §3 fonctionnement du transformateur à vide §4 fonctionnement du transformateur en charge §5 pertes dénergie et rendement dans un transformateur §6 emploi des transformateurs §7 choix des bobinages autotransformateurs §8 transformateurs pour courants triphasés §9 transformateurs des courants de haute fréquence §10 bobine dinduction principe et description §11 bobine dinduction fonctionnement et usages (exercices)
Chapitre 7 «Machines à courant alternatif»
A- Alternateurs:
§1 principe alternateurs à induit mobile §2 alternateurs monophasés à induit fixe §3 réaction dinduit §4 caractéristique interne §5 alternateurs triphasés §6 alternateurs à fer tournant §7 puissance et rendement des alternateurs §8 couplage des alternateurs
B- Moteurs:
§9 généralités §10 action dun champ tournant sur un aimant §11 moteurs synchrones monophasés §12 moteurs synchrones triphasés §13 action dun champ tournant sur un circuit fermé §14 moteurs asynchrones triphasés §15 moteurs asynchrones monophasés §16 moteurs à collecteur moteurs-série §17 moteurs à répulsion moteurs mixtes §18 commutatrices (exercices)
Propagation des phénomènes électromagnétiques
Chapitre 8 «Propagation des courants le long des lignes»
§1 rendement des transports dénergie électrique §2 réseaux de distribution §3 équation des télégraphistes §4 propagation dun signal électriquesans amortissement §5 propagation dondes sinusoïdales sans amortissement §6 propagation avec amortissement §7 notions sur les lignes téléphoniques §8 amélioration des lignes téléphoniques §9 lignes artificielles (exercices)
Chapitre 9 « Ondes électromagnétiques »
§1 existence du rayonnement électromagnétique célérité §2 mécanisme de la propagation des ondes électromagnétiques dans le vide §3 propagation dune onde électromagnétique plane §4 énergie transportée par les ondes électromagnétiques vecteur de Poynting §5 vérifications expérimentales expériences de Hertz §6 propagations des ondes électromagnétiques dans la matière §7 passage dune onde électromagnétique dun milieu diélectrique dans un autre §8 passage dune onde électromagnétique dun milieu conducteur dans un autre §9 réflexion dune onde électromagnétique sur une surface conductrice §10 pression de radiation §11 cavités résonantes §12 guides dondes §13 portée dun poste émetteur rôle de la Terre §14 rôle de latmosphère lionosphère §15 classification des ondes hertziennes §16 parasites atmosphériques (exercices)
Chapitre 10 « Radio-transmissions »
§1 télégraphie et téléphonie sans fil §2 onde porteuse et modulation
A- Emission:
§3 circuits oscillants ouverts §4 rayonnement du dipôle de Hertz §5 résistance de rayonnement §6 types divers dantennes §7 antennes à émission dirigée §8 postes émetteurs
B- Réception
§9 généralités sur les postes récepteurs collecteurs donde §10 qualités dun récepteur §11 emploi de circuits couplés §12 détection emploi du téléphone hétérodyne §13 amplification généralités §14 amplificateurs à haute fréquence amplificateurs à résonance §15 amplificateurs de puissance §16 bruit de fond §17 récepteurs à amplification directe et récepteurs à changement de fréquence
C- Emploi dondes ultracourtes:
§18 oscillateurs à ondes très courtes §19 tubes à modulation de vitesse klystrons §20 magnétrons §21 télévision §22 radiolocalisation radar
§1 rappel des principaux systèmes dunités §2 rapport des unités électrostatiques et électromagnétiques le nombre c §3 étalons électriques
B- Principaux types dinstruments
§4 généralités sur la construction et lemploi des instruments §5 cas des mesures en courant alternatif §6 instruments électrostatiques électromètres-balances §7 électromètres à feuilles, à fils, à quadrants §8 galvanomètres, ampèremètres, voltmètres §9 galvanomètres à cadre mobile conditions déquilibre et sensibilité §10 amortissement du mouvement du cadre §11 ampèremètres et voltmètres à cadre mobile §12 instruments à aimant mobile §13 ampèremètres et voltmètres à fer doux §14 électrodynamomètres §15 instruments à induction §16 instruments thermiques §17 instruments électroniques
C- Mesure des diverses grandeurs électriques:
§18 intensités de courants continus §19 somme, différence, quotient de deux intensités continues §20 intensités de courants alternatifs valeurs efficaces §21 intensités de courants variables valeurs instantanées §22 forces électromotrices et différences de potentiel §23 quantités délectricité ampère-heure-mètres §24 quantités délectricité galvanomètre balistique §25 fluxmètre §26 mesure électrométrique des très petites charges et très petites intensités §27 puissances électriques §28 déphasages §29 énergies §30 fréquences §31 résistances impédances §32 capacités inductances (exercices)
Chapitre 12 « Mesures magnétiques »
§1 intervention du champ magnétique terrestre et définitions le concernant §2 mesure de la direction dun champ horizontal au magnétomètre §3 mesure dun produit j.H par la méthode des oscillations §4 mesure dun produit j.H par la méthode de torsion §5 méthodes électriques de mesures magnétiques §6 mesure de la déclinaison D boussoles dobservation et dorientation §7 mesure de la composante horizontale H du champ terrestre §8 mesure de linclinaison I et de la composante verticale du champ terrestre §9 mesure des variations du champ terrestre en un même lieu §10 mesures sur les matériaux magnétiques
Chapitre 13 « Magnétisme et Electricité en Géophysique et en Astrophysique »
§1 le champ terrestre aux divers points du globe schéma général §2 cartes magnétiques anomalies locales §3 variations du champ terrestre dans le temps tempêtes magnétiques §4 origine du champ terrestre champs magnétiques solaires §5 courants telluriques §6 champ électrique dans latmosphère §7 courants électriques dans latmosphère §8 décharges orageuses paratonnerres §9 rayonnements reçus du Soleil radioastronomie rayons cosmiques §10 aurores polaires (exercices)
Chapitre 14 « Notions délectrophysiologie »
A- Action dun courant électrique sur les tissus:
§1 passage du courant à travers lorganisme résistance électrique §2 effets thermiques §3 excitation électrique des nerfs et des muscles §4 électrocutions électrochoc
B- Production délectricité par les organismes vivants:
§5 potentiel de repos et daction §6 électrocardiographie électroencéphalographie électrorétinographie
(Hoofdstuk 5 "Algemene en Experimentele Natuurkunde voor bachelors")
§ 5.2 Wat is (Algemene) Natuurkunde?(II)
II- Volumes in betrekking tot de Geometrische en Physische Optica
De volumes 4 en 5 van het standaardwerk van Fleury en Mathieu behandelden de Geometrische en de Physische Optica. Voor mij waren deze volumes erg belangrijk want ze waren een aanvulling op de leergangen van een « Moens » (cursiefje 5.5) en van een « Kronig » (cursiefje 5.6). En een dergelijke aanvulling was uiteraard welkom in verband met mijn doctorale studie. Tijdens deze studie zal ik immers gebruik maken van spectrofotometers en spectrofluorimeters, waarbij een grondige kennis van de optische eigenschappen van deze toestellen natuurlijk onontbeerlijk was. Fleury en Mathieu vormden hierbij een uitstekende inleiding tot de gespecialiseerde literatuur.
- Volume 4 « Images Optiques » (4èmeédition -1968-) handelde hoofdzakelijk over wat men vroeger de geometrische optica noemde. De bekende reflectie- en refractiewetten worden afgeleid uit het geometrisch beginsel van Fermat (beginsel van de minste tijd en toegepast op diverse optische systemen (spiegels, lenzen, instrumenten ). Diffractie en interferentie-fenomenen, typische golffenomenen, worden echter insgelijks in dit deel besproken.
De auteurs stelden dit volume als volgt voor:
.nous sommes efforcés, dans le présent ouvrage, de faire apparaître les progrès récents de lOptique, qui sont très importants, en nous dégageant dhabitudes de présentation périmées. La distinction entre l «Optique géométrique» et l «Optique ondulatoire» traduit bien la coexistence de phénomènes dont certains sexposent plus commodément par le langage de géométrie, dautres par celui des fonctions sinusoïdales. Elle peut toutefois laisser croire à létudiant que les deux points de vue sopposent: ils se complètent au contraire
Ziehier nu een gedetailleerd overzicht van de behandelde onderwerpen:
- Notions fondamentales
Chapitre 1 «Faisceaux de lumière - Réflexion et réfraction»
§1 comparaison entre lumière et son §2 corps lumineux et corps éclairés §3 propagation rectiligne de la lumière rayons et faisceaux §4 lumières complexes lumières monochromatiques §5 grandeurs photométriques et énergétiques §6 quelques sources de lumière utilisées en optique §7 réflexion de la lumière lois expérimentales §8 vitesse de la lumière §9 réfraction de la lumière loi de Snellius-Descartes dispersion §10 variations de langle de réfraction en fonction de langle dincidence angle limite et réflexion totale §11 milieux non homogènes §12 objets et images chambre noire (exercices)
Chapitre 2 «Vibrations et ondes lumineuses - Hypothèses sur la nature de la lumière»
§1 caractère périodique de la lumière longueurs donde radiations visibles et invisibles §2 surface donde principe de Huygens-Fresnel §3 notation exponentielle complexe §4 réflexion et réfraction des ondes - relation n1 = c /c1 - construction de Huygens §5 chemin optique théorème de Malus §6 théorème de Fermat §7 diffraction de la lumière traversant une ouverture §8 diffraction au-delà dun obstacle diffusion §9 lumières polarisées vecteur de Fresnel §10 énergie des vibrations et des ondes §11 la théorie de lémission, la théorie des vibrations de léther et linterprétation électromagnétique de la lumière §12 théorie quantique de la lumière photons (exercices)
Chapitre 3 «Perception et qualité des images»
§1 rôle des dispositifs optiques §2 récepteurs divers §3 le récepteur oculaire §4 contrastes §5 limites de perception spatiale §6 image dun point stigmatisme approché foucaultage §7 approximation de Gauss §8 combinaisons optiques achromatisme §10 loptique des radiations invisibles (exercices)
- Eléments et systèmes optiques
Chapitre 4 «Miroirs plans et sphériques»
A- Miroirs plans:
§1 surfaces réfléchissantes planes §2 image dun objet dans un miroir plan §3 association de deux miroirs plans §4 miroirs perpendiculaires
B- Miroirs sphériques:
§5 définitions conditions de stigmatisme §6 miroirs concaves foyer principal plan focal §7 image dune petite droite normale à laxe construction géométrique discussion §8 étude expérimentale des images formées par un miroir concave §9 miroirs convexes §10 équations des miroirs sphériques §11 conventions et notations (exercices)
Chapitre 5 «Dioptres plans - Prismes»
A- Dioptres plans et lames à faces parallèles:
§1 dioptres plans, stigmatisme vrai et approché grandissement §2 lame plane à faces parallèles dans lair §3 lame plane à faces parallèles entre milieux différents §4 variation du chemin optique due à la traversée dune lame à faces parallèles
B- Prisme, étude de la déviation:
§5 prisme de très petit angle dans lair rayons paraxiaux §6 prisme dangle quelconque formules applicables à un rayon monochromatique normal à larête §7 variations de δ avec i, φ et n §8 principe des mesures dindices utilisant le minimum de déviation §9 cas dun faisceau non parallèle
C- Prismes à réflexion:
§10 combinaison de deux dioptres plans et dun ou plusieurs plans réfléchissants §11 expérience sur la réflexion totale §12 prismes à une, deux, quatre réflexions prismes en toit (exercices)
§1 définitions et remarques préliminaires conventions de signes §2 déviation dun rayon paraxial par une lentille mince centre optique convergence §3 foyers, longueurs focales plans focaux §4 image dun point sur laxe formule des proximités §5 image dune petite droite normale à laxe grandissement §6 formules de Newton §7 discussion: cas des lentilles convergentes §8 discussion: cas des lentilles divergentes §9 lentilles accolées focométrie des lentilles minces §9bis déphasage dû à la traversée dune lentille
B- Dioptres sphériques:
§10 définitions points de stigmatisme vrai §11 rayons paraxiaux formule des inclinaisons et formule des vergences foyers §12 image dune petite droite normale à laxe formule de Lagrange-Helmholtz §13 formules de Newton §14 dioptres accolés (lentilles minces) cas de milieux extrêmes autres que lair (exercices)
§1 définitions notations §2 formations des images (systèmes à foyers) plans principaux §3 formules des systèmes centrés convergence §4 point nodaux, anti-principaux, anti-nodaux §5 application à un dioptre unique et à une lentille mince dans lair §6 systèmes afocaux §7 système de deux lentilles minces dans lair §8 association de deux systèmes centrés de même axe §9 lentilles épaisses §10 systèmes catadioptriques auto-collimation §11 focométrie §12 diaphragmes et pupilles (exercices)
§1 chromatisme dun prisme de petit angle constringence §2 prisme de petit angle achromatique §3 aberrations chromatiques des lentilles minces §4 chromatisme dune lame à faces planes et parallèles §5 lentilles minces achromatiques à deux verres accolés §6 achromatisme des systèmes centrés §7 aberrations chromatiques secondaires apochromatisme (exercices)
Chapitre 9 «Aberrations géométriques, leur réduction»
§1 systèmes à grande ouverture et systèmes à grand champ §2 cas de stigmatisme parfait à grande ouverture §3 surfaces caustiques pour un point objet sur laxe §4 aberrations sur laxe §5 la coma §6 aplanétisme condition dAbbe §7 surface caustique pour un point-objet en dehors de laxe §8 pinceaux étroits inclinés sur laxe droites focales §9 exemples de calculs de la position des focales §10 astigmatisme et courbure de champ §11 distorsion orthoscopie §12 classification et composition des aberrations choix des corrections (exercices)
Chapitre 10 «Images formées par des prismes ou par des lentilles cylindriques ou toriques»
§1 focales du prisme §2 courbure de limage dune fente donnée par un prisme §3 lentilles cylindriques §4 systèmes astigmates présentant deux plans de symétrie rectangulaires §5 anamorphoseurs §6 lentilles sphéro-cylindriques §7 lentilles toriques (exercices)
Chapitre 11 «Notions doptique cristalline - Biréfringence et polarisation correspondante»
§1 cristaux optiquement anisotropes §2 détermination des ondes réfractées à la surface dun cristal uniaxe surface des indices §3 forme de la surface donde extraordinaire dans un cristal uniaxe §4 cas particuliers importants §5 passage des ondes à travers les prismes §6 réflexion totale §7 polarisation par biréfringence loi de Malus lumière naturelle §8 polariseurs biréfringents à double faisceau §9 polariseurs biréfringents à faisceau unique §10 ellipsoïde des indices §11 cristaux biaxes (exercices)
- Interférences- diffraction
Chapitre 12 «Interférences lumineuses»
§1 exemples divers de phénomènes dinterférences lumineuses
A- Interférences produites par deux sources monochromatiques ponctuelles cohérentes:
§2 conditions dobtention §3 observation transversale miroirs de Fresnel étude géométrique §4 miroirs de Fresnel réalisation de lexpérience §5 contraste des franges dinterférence influence de la largeur de fente §6 dispositifs analogues aux miroirs de Fresnel §7 observation longitudinale §8 observation oblique §9 cas où la source ponctuelle est à linfini §10 ondes stationnaires
B- Interférences des lames isotropes éclairées par une source monochromatique large:
§11 observation des phénomènes §12 calcul de la différence de marche §13 lames dépaisseur variable franges dégale épaisseur optique §14 localisation des franges dégale épaisseur §15 anneaux de Newton §16 lames à faces planes et parallèles franges dégale inclinaison (localisées à linfini) §17 remarques sur la localisation des franges dinterférence
C- Interférences en lumière polychromatique:
§18 coloration des franges dinterférences en lumière blanche échelle des teintes §19 spectres cannelés §20 achromatisme des franges §21 cas où la source émet deux radiations monochromatiques influence de la largeur spectrale (exercices)
Chapitre 13 «Applications des interférences lumineuses»
A- Généralités sur linterférométrie Emploi dondes multiples:
§1 intérêt pratique des phénomènes dinterférences §2 interféromètres à faisceaux séparés miroirs de Jamin §3 interféromètre de Michelson §4 interférences à ondes multiples §5 interféromètre de Perot et Fabry lame de Lummer et Gehrcke
B- Etude interférentielle des épaisseurs optiques et de leurs variations
§6 mesure des petites épaisseurs optiques emploi des couleurs de lames minces ou des spectres cannelés §7 étude des défauts de forme des surfaces §8 uniformité dépaisseur optique §9 mesure interférentielle de petits déplacements ou déformations §10 dénombrement des franges dans les déplacements
C- Modification interférentielle des luminances transmises ou réfléchies:
§11 objets de phase et leur examen interférentiel §12 traitement anti-réfléchissant des surfaces optiques §13 autres applications des couches minces (exercices)
Chapitre 14 «Interférences en lumière polarisée»
§1 expériences dinterférences en lumière polarisée rectiligne §2 passage de la lumière naturelle à travers une lame biréfringente mince §3 interférences données par une lame biréfringente plan parallèle placée entre polariseur et analyseur §4 interférences données par une lame biréfringente dépaisseur variable placée entre polariseur et analyseur §5 phénomènes en lumière blanche polarisation chromatique §6 spectres cannelés §7 applications des interférences des lames cristallines en lumière parallèle §8 comparaison entre les interférences des lames biréfringentes et celles des lames isotropes minces §9 interférences à linfini données par des lames cristallines plan parallèles en lumière polarisée §10 cas dune lame uniaxe normale à laxe optique §11 cas dune lame biaxe normale à la bissectrice de langle aigu des axes optiques §12 applications des phénomènes de polarisation en lumière convergente §13 interférométrie par double réfraction (exercices)
Chapitre 15 «Phénomènes de diffraction»
A- Généralités:
§1 la diffraction en optique §2 bases dune étude théorique de la diffraction §3 diffraction à distance finie ou infinie §4 écrans complémentaires théorème de Babinet
B- Diffraction de Fraunhofer et modification des images géométriques:
§5 faisceaux limités par une fente §6 faisceaux limités par une ouverture rectangulaire §7 faisceaux limités par une ouverture circulaire §8 couronnes §9 limite de résolution des lunettes et télescopes §10 limites séparation due à la diffraction dans un cas quelconque §11 influence combinée des aberrations et de la diffraction règle de lord Rayleigh §12 apodisation §13 contraste de phase §14 perception des objets de phase par strioscopie et par défaut de mise au point §14bis formation des images dobjets étendus
C- Diffraction de Fresnel et modification des ombres:
§15 cas dune ouverture circulaire zones de Fresnel §16 photographie sans objectif §17 réseaux zonés §18 cas dun écran opaque circulaire §19 diffraction par des obstacles à bords rectilignes spirale de Cornu §20 cas dun bord décran illimité §21 cas dune fente §22 cas dun écran opaque étroit §23 diffraction éloignée
D- Holographie:
§24 exemple de réalisation et dutilisation dun hologramme §25 explication des «reconstructions dondes» §26 reproduction du relief §27 nécessité dune lumière cohérente et intense §28 grandissement et résolution en holographie (exercices)
Chapitre 16 «Diffraction et interférences dues aux structures périodiques»
A- Fentes doubles et multiples réseaux lignés:
§1 diffraction à linfini par deux fentes identiques franges de Young §2 applications du dispositif de Young §3 diffraction par un ensemble de fentes identiques et équidistantes §4 réseaux lignés et utilisés par transmission §5 réseaux par réflexion §6 réseaux à profils de forme particulière §7 diffraction de la lumière par les ondes acoustiques ultrasonores §8 diffraction par un réseau à deux dimensions §9 image dun réseau éclairé par des ondes planes
B- Utilisation des transformées de Fourier:
§10 développements en série de Fourier §11 analyse harmonique de la structure dun objet périodique par les phénomènes de diffraction §12 intégrales et transformées de Fourier §13 filtrage des fréquences spatiales fonctions de transfert
C- Réseaux à trois dimensions et milieux stratifiés:
§14 réseaux cristallins et rayons X §15 réflexion sélective des rayons X §16 applications de la diffraction X à létude des cristaux §17 photographie en couleurs §18 réflexion sur des milieux transparents stratifiés
D- Influence de la diffraction sur les images des structures périodiques en éclairage cohérent:
§19 synthèse de Fourier de la densité électronique §20 application à la détermination des structures cristallines (exercices)
- Instruments doptique
Chapitre 17 «Lil et la vision»
§1 description succincte de lil §2 formation des images dans lil emmétrope non accommodé il réduit §3 accommodation de lil emmétrope presbytie §4 myopie hypéropie aphaquie §5 correction des amétropies sphériques et de la presbytie §6 astigmatisme oculaire et sa correction §7 optométrie §8 ouvertures pupillaires effet Stiles-Crawford §9 perception des contrastes §10 perception des objets de très petites dimensions apparentes limites de résolution §11 interprétation des limites de séparation structure rétinienne, diffraction, aberrations oculaires §12 perception du relief vision binoculaire stéréoscopie §13 vision nocturne §14 cas des lumières variables §15 illusions doptique (exercices)
Chapitre 18 «Photographie Projection»
§1 principe de la photographie position de limage grandissement §2 diaphragmes, pupilles, ouverture relative §3 éclairement des images §4 champ §5 grain du cliché §6 latitude de mise au point et profondeur de champ §7 observation orthoscopique §8 qualité des images et types divers dobjectifs §9 téléobjectifs §10 étude des défauts dun objectif §11 chronophotographie cinématographie §12 diascopie épiscopie projection cinématographique §13 projecteurs et phares (exercices)
Chapitre 19 «Instruments dobservation - Loupes et oculaires»
§1 classifications diverses et caractéristiques optiques des instruments §2 rôle des loupes et des oculaires §3 latitude de mise au point et profondeur de champ §4 grossissement puissance §5 ouverture des faisceaux pupilles diverses §6 luminance des images clarté des instruments §7 contraste des images §8 champ des instruments dobservation lucarnes §9 pouvoir séparateur amplification efficacité §10 types divers de loupes §11 doublets §12 oculaires positifs (type Ramsden) §13 oculaires négatifs (type Huygens) §14 champ des oculaires (exercices)
Chapitre 20 «Microscopes»
§1 principe et mise au point §2 grossissement puissance §3 disque oculaire clarté §4 champ en largeur et en profondeur §5 perception des détails grossissement optimal §6 organes mécaniques microscopes binoculaires §7 objectifs et oculaires §8 modes déclairage divers ultramicroscopie §9 utilisation de lumières colorées et de substances colorantes ou fluorescentes §10 microscopes polarisants §11 observation microscopique des objets de phase §12 chambre claire photomicrographie §13 microscopie en lumière ultraviolette ou infrarouge §14 microscopes de mesure (exercices)
Chapitre 21 «Instruments pour lobservation lointaine»
A- Lunettes astronomiques Télescopes:
§1 principe des lunettes mise au point §2 grossissement §3 champ §4 disque oculaire §5 clarté cas des étoiles §6 perception des détails §7 montures, objectifs, oculaires §8 télescope à miroirs §9 photographie astronomique
B- Lunettes terrestres:
§10 conditions à remplir §11 lunette de Galilée: principe, grossissement, disque oculaire §12 lunettes de Galilée: réalisations, jumelles §13 longues-vues §14 lunettes et jumelles à prismes §15 périscopes endoscopes
C- Détermination optique des directions et des distances:
§16 pointés en direction §17 triangulations télémétrie §18 télémètres monostatiques (exercices)
Chapitre 22 «Notions sur la fabrication des pièces et instruments»
§1 verres et autres matériaux optiques §2 projets et calculs tolérances §3 taille et polissage des surfaces sphériques §4 taille des surfaces asphériques §5 dépôts superficiels §6 centrages et collages construction mécanique des instruments §7 contrôle et conservation des qualités instrumentales §8 diversité des applications de loptique (exercices)
- Volume 5 « Lumière »(3èmeédition-1970-) handelde hoofdzakelijk over wat men de Physische Optica pleegt te noemen. Werden aldus besproken, sommige kwalitatieve en kwantitatieve eigenschappen van licht, de voortplanting in diverse media, emissie en absorptie van licht en optische verschijnselen in relatie tot de geo- en astrofysica. Als leidraad dient de elektromagnetische lichttheorie, maar ook hier wordt de nadruk gelegd op het experiment:
- Introduction
Chapitre 1 «Rayonnement et matière»
§1 lumières simples et complexes, visibles et invisibles §2 incandescence et luminescence §3 la théorie électromagnétique §4 la lumière dans les milieux matériels §5 insuffisances de la théorie électromagnétique §6 principes de la théorie classique de loptique moléculaire §7 intervention des quanta et des structures atomiques §8 radiations infrarouges §9 radiations hertziennes et raccord avec linfrarouge §10 radiations ultraviolettes §11 rayons X et raccord avec lultraviolet
- Mesures concernant la lumière
Chapitre 2 «Vitesse de la lumière»
§1 remarques préliminaires §2 éclipses des satellites de Jupiter §3 aberration des étoiles §4 méthode de la roue dentée §5 méthode du miroir tournant §6 utilisation de leffet Kerr §7 vitesse de propagation des signaux électromagnétiques §8 mesures utilisant les ondes stationnaires §9 conclusions relatives à la valeur de c §10 vitesse de la lumière dans la matière au repos §11 vitesse de la lumière dans la matière en mouvement expérience de Fizeau §12 expérience de Michelson et Morley (exercices)
Chapitre 3 «Réfractométrie»
§1 définitions méthodes de mesure §2 variations des indices avec la température et avec la pression §3 variations des indices avec la longueur donde constringence §4 emploi dun prisme au minimum de déviation §5 autres méthodes de déviation §6 réfractomètres à angle limite appareils de Pulfrich et dAbbe §7 mesures différentielles par les méthodes précédentes §8 mesures par immersion homogène §9 indices de réfraction des cristaux §10 réfractométrie interférentielle §11 mesure des variations locales dindices (exercices)
Chapitre 4 « Spectroscopie »
§1 définitions classification §2 séparation des radiations filtres §3 réception des diverses radiations §4 principe des spectroscopes à prismes dispersion et résolution §5 choix des éléments dun spectroscope à prisme §6 spectroscopes à vision directe, à déviation constante, à auto-collimation §7 principe des spectroscopes à réseau §8 spectroscopes à réseau exemples de réalisation §9 intérêt de la spectrométrie interférentielle §10 utilisations récentes des interféromètres en spectrométrie §11 luminosité et résolution en spectrométrie §12 spectroscopes pour lultraviolet §13 spectroscopie des rayons X §14 spectroscopes pour linfrarouge §15 spectroscopie hertzienne §16 largeur et complexité des raies spectrales §17 remarques sur la nature de la lumière blanche §18 spectrométrie de précision §19 létalon primaire de longueurs donde et son rapport avec le mètre (exercices)
Chapitre 5 « Photométrie et Spectrophotométrie »
A- Spectrométrie visuelle:
§1 généralités §2 grandeurs photométriques §3 unités photométriques §4 méthodes diverses de gradation de la lumière §5 plages photométriques §6 précision des mesures sources tares §7 mesure visuelle des intensités lumineuses répartitions spatiales §8 étalons dintensité lumineuse §9 mesures visuelles des flux lumineux §10 mesures visuelles des éclairements et des luminances §11 facteurs de réflexion, de transmission, dabsorption §12 diffusion facteurs de luminance §13 photométrie visuelle hétérochrome §14 grandeurs photométriques «monochromatiques» §15 efficacités lumineuses observateur moyen de la C.I.E. §16 insuffisance des conventions photométriques
§22 buts de la spectrophotométrie §23 spectrophotomètres photographiques et spectrophotomètres à monochromateur §24 spectrophotomètres visuels §25 spectrophotomètres photoélectriques à monochromateur en verre ou en quartz §26 spectrophotomètres pour linfrarouge (exercices)
Chapitre 6 « Couleurs et colorimétrie »
§1 nécessité dune caractérisation physique des couleurs §2 bases de la colorimétrie visuelle §3 précautions nécessaires pour obtenir des résultats cohérents observateurs normaux
A- Couleur des diverses lumières:
§4 lumières simples et lumières complexes mélanges de lumières §5 lumières blanches lumières complémentaires §6 longueur donde dominante et facteur de pureté teinte et saturation §7 seuils différentiels de teinte et de saturation §8 synthèse additive trichrome et colorimètres trichromatiques §9 interprétation de la trivariance visuelle classification des anomalies §10 système colorimétrique R.G.B. de la C.I.E. et coefficients trichromatiques §11 système colorimétrique X.Y.Z. §12 coefficients de distribution (pour lobservateur C.I.E.) calcul de x, y, z à partir des données spectrales §13 colorimètres à lecture directe §14 diagrammes colorimétriques §15 passage de x, y à λd et p (ou inversement)
B- Couleur des corps:
§16 corps blancs, gris, noirs, colorés §17 détermination de la couleur dun corps §18 influence de la concentration ou de la structure physique du corps coloré §19 mélanges de matières colorantes colorimètre de Lovibond §20 emploi détalons colorés tableaux de Munsell
C- Reproduction des couleurs:
§21 remarques préliminaires §22 la palette des peintres §23 la couleur dans les arts graphiques §24 photo, cinéma, télévision en couleurs §25 tolérances dans la reproduction des couleurs §26 les signaux colorés §27 colorimétrie et coloristique (exercices)
Chapitre 7 « Mesures relatives à létat de polarisation »
§1 états de polarisation divers §2 emploi danalyseurs simples §3 traversée dune lame biréfringente par une lumière rectiligne §4 détermination de lorientation dune vibration rectiligne (ou elliptique très aplatie) polarimètres §5 analyse dune vibration elliptique dorientation connue §6 analyse dune vibration elliptique quelconque §7 étude dune lumière partiellement polarisée §8 méthode rapide pour déterminer la nature dune vibration lumineuse (exercices)
- Réflexion et transmission de la lumière
Chapitre 8 «Réflexion et transmission par une surface vitreuse - Réflexion métallique»
A- Réflexion et transmission vitreuse:
§1 réflexion de la lumière polarisée rectilignement sur une surface vitreuse méthodes de mesure §2 résultats expérimentaux, cas où la réflexion se produit sur un milieu dindice plus élevé §3 résultats expérimentaux, cas où la réflexion se produit sur un milieu dindice moins élevé §4 réflexion et transmission vitreuse de la lumière naturelle §5 théorie électromagnétique de la réflexion vitreuse, cas de lincidence normale §6 cas dune incidence quelconque formules de Fresnel §7 discussion des formules de Fresnel §8 polarisation par réflexion et incidence brewstérienne §9 polarisation par réfraction §10 cas de réflexion totale parallélépipède de Fresnel §11 ondes évanescentes
B- Réflexion métallique:
§12 résultats expérimentaux §13 théorie électromagnétique de la réflexion métallique cas de lincidence normale §14 cas de lincidence oblique §15 détermination des constantes n et k (exercices)
Chapitre 9 «Réfraction, dispersion et absorption»
A- Cas des diélectriques:
§1 dispersion normale et anormale §2 formules de dispersion empiriques §3 théorie de la dispersion normale des gaz et vapeurs §4 polarisabilité des molécules dans les champs variables §5 formules générales §6 cas des milieux condensés isotropes §7 nature des résonateurs moléculaires §8 réfraction dans le domaine des rayons X §9 réfraction dans lultraviolet, le visible et linfrarouge §10 réfraction dans linfrarouge lointaine et le domaine hertzien §11 polarisation dipolaire, atomique et électronique §12 théorie de la dispersion anormale des diélectriques §13 réflexion et dispersion §14 difficultés de la théorie de la dispersion intensités doscillateurs
B- Cas des métaux:
§15 insuffisance de la théorie de Maxwell §16 théorie électronique §17 propriétés optiques des métaux pour les grandes longueurs donde §18 propriétés optiques des métaux pour les courtes longueurs donde §19 propriétés optiques des métaux dans le visible et les régions spectrales voisines §20 propriétés optiques des semi-conducteurs (exercices)
Chapitre 10 «Diffusion de la lumière»
A- Diffusion de la lumière par les milieux hétérogènes:
§1 diffusion de la lumière visible par les milieux isotropes §2 diffusion de la lumière par des particules petites devant la longueur donde §3 diffusion par des particules de dimensions comparables à la longueur donde ou plus grandes §4 théorie électromagnétique de la diffusion par les petites particules §5 théorie de la diffusion par des particules de dimensions comparables à la longueur donde §6 extinction liée à la diffusion
B- Diffusion de la lumière par les molécules et les atomes:
§7 diffusion moléculaire des radiations visibles et invisibles §8 diffusion de la lumière visible par un gaz parfait §9 vérifications expérimentales §10 diffusion moléculaire de la lumière visible par des milieux condensés §11 diffusion moléculaire par les cristaux §12 diffusion moléculaire par les solutions §13 diffusion des rayons X §14 leffet Compton (exercices)
Chapitre 11 «Anisotropies et biréfringences»
A- Molécules et cristaux optiquement anisotropes:
§1 anisotropie optique des molécules §2 dépolarisation de la lumière diffusée par un fluide §3 origine de lanisotropie optique des molécules §4 indices principaux des cristaux §5 relations entre les propriétés optiques des cristaux et leur structure §6 liquides anisotropes §7 biréfringence due à la répartition anisotrope déléments isotropes §8 dispersion de la biréfringence §9 absorption des cristaux pléochroïsme
B- Biréfringences artificielles: §10 existence de la biréfringence artificielle §11 biréfringence des solides par compression ou étirement §12 cas dune pression non uniforme §13 biréfringence résultant de la trempe §14 biréfringence dynamique des liquides §15 pléochroïsme artificiel applications §16 biréfringence électrique effet de Kerr §17 effet Kerr et structure moléculaire §18 effet Pockels §19 biréfringence magnétique (Cotton et Mouton) (exercices)
Chapitre 12 « Pouvoirs rotatoires »
A- Pouvoir rotatoire naturel:
§1 phénomènes divers de polarisation rotatoire §2 pouvoirs rotatoires §3 corps dextrogyres et lévogyres §4 théorie de Fresnel et biréfringence circulaire §5 dispersion rotatoire §6 dichroïsme circulaire §7 pouvoir rotatoire des mélanges dosages polarimétriques §8 propagation de la lumière dans les cristaux optiquement actifs §9 symétrie des milieux optiquement actifs §10 dissymétrie moléculaire §11 structure des cristaux optiquement actifs §12 racémisation §13 théorie atomique du pouvoir rotatoire naturel
B- Pouvoir rotatoire magnétique:
§14 phénomènes généraux §15 lois de la polarisation rotatoire magnétique §16 biréfringences et dichroïsmes circulaires magnétiques §17 théorie atomique du pouvoir rotatoire magnétique (exercices)
- Spectres des atomes, des molécules et des cristaux
Chapitre 13 « Notions générales sur les spectres démission et dabsorption »
§1 types divers de spectres §2 émission de la lumière par les gaz ou vapeurs excités électriquement §3 spectres démission divers dune même substance §4 interprétation de lexcitation par chocs §5 production de spectres dabsorption §6 loi et règle de Kirchhoff §7 photo-excitation fluorescence et phosphorescence §8 décomposition des raies spectrales §9 déplacement des raies spectrales §10 causes de la largeur des raies (exercices)
Chapitre 14 « Spectres atomiques »
§1 spectres de latome hydrogène et des atome ou ions hydrogénoïdes §2 spectre de latome de sodium §3 termes spectraux principe de combinaison §4 théorie de Bohr des spectres atomiques §5 application de la théorie de Bohr aux atomes hydrogénoïdes §6 transitions énergétiques correspondant aux raies démission et dabsorption §7 relations générales entre absorption et émission dans ka théorie quantique formule de Planck §8 mécanique atomique et grandeurs quantifiées principe dincertitude §9 interprétation du spectre des alcalins §10 quantification dans lespace §11 interprétation de leffet Zeeman et de leffet Stark §12 structure en multiplets des raies des alcalins §13 spin de lélectron notation des termes spectraux des alcalins §14 atomes à plusieurs électrons optiques §15 modèle vectoriel datome interprétation du spectre de lhélium §16 autres applications du modèle vectoriel datome §17 résumé des bases de la terminologie spectroscopique §18 structure hyperfine des raies spectrales et propriétés des noyaux atomiques §19 spectres de rayons X (émission) §20 spectres des rayons X (absorption) §21 théorie de lémission et de labsorption des rayons X §22 structure et doublets des spectres des rayons X §23 applications des spectres atomiques (exercices)
Chapitre 15 « Spectres moléculaires »
§1 caractères généraux des spectres moléculaires §2 spectres des molécules diatomiques §3 niveaux dénergie dune molécule diatomique §4 spectres de rotation pure absorption et diffusion §5 spectres de vibration-rotation absorption et diffusion §6 complexité des spectres de vibration-rotation anharmonicité interactions vibration-rotation §7 résultats de l'étude des spectres de vibration-rotation §8 spectres électroniques des molécules diatomiques §9 transitions électroniques de faible énergie §10 spectres des molécules poly-atomiques §11 spectres de fluorescence §12 applications des spectres moléculaires (exercices)
Chapitre 16 « Spectres des corps à létat condensé »
§1 considérations générales §2 spectres des liquides §3 spectres des solutions §4 spectres des cristaux spectres de rotation §5 spectres de vibration des cristaux §6 spectres dabsorption électronique des cristaux §7 photoluminescence des solides (exercices)
- Compléments divers
Chapitre 17 «La lumière en Géophysique, en Astrophysique, en Chimie, en Biologie»
A- Optique atmosphérique et sous-marine:
§1 réfraction atmosphérique §2 arc-en-ciel, halos §3 absorption et diffusion atmosphérique §4 rayonnements dorigine atmosphérique §5 la lumière dans la mer
B- Photométrie et spectrophotométrie astronomiques:
§6 la lumière solaire §7 photométrie stellaire §8 spectroscopie stellaire §9 vitesses radiales §10 lumière du ciel nocturne
C- La lumière en chimie et en biophysique:
§11 la lumière et la vie §12 photochimie photosynthèse §13 autres actions biologiques des radiations §14 notions déclairagisme (exercices)
Chapitre 18 «Notions sur le principe de relativité et ses conséquences»
A- Relativité restreinte:
§1 cinématique classique et transformation de Galilée §2 le principe de la relativité restreinte §3 mesure du temps et simultanéité des évènements §4 cinématique de la relativité et transformation de Lorentz §5 conséquences directes des transformations de Lorentz §6 interprétation relativiste des effets optiques du mouvement §7 dynamique de la relativité §8 inertie de lénergie §9 relativité du champ électromagnétique §10 invariance de la charge électrique §11 quelques conséquences électrodynamiques de la transformation de Lorentz
B- Relativité générale:
§12 mouvements accélérés §13 équivalence des effets dun champ de gravitation et dun mouvement accéléré §14 principe déquivalence §15 lintervalle dans la relativité générale §16 la loi de gravitation §17 vérifications expérimentales du principe général de relativité §18 lUnivers est illimité mais fini (exercices)
Chapitre 19 « Compléments sur certains aspects de la Mécanique des photons »
§1 pression de radiation §2 énergie, quantité de mouvement et moment cinétique du photon §3 interprétation quantique de leffet Compton §4 ondes et photons complémentarité §5 les relations dincertitude (exercices)
Chapitre 20 «Les lasers»
§1 effet laser §2 amplification par émission stimulée §3 pompage optique §4 utilisation dun résonateur §5 cohérence temporelle et cohérence spatiale §6 puissance et rendement §7 lasers solides (autres que ceux à semi-conducteurs) §8 lasers à gaz §9 lasers à semi-conducteurs §10 applications des lasers §11 optique non-linéaire (exercices)
(Hoofdstuk 6 "Algemene of Klassieke Scheikunde voor bachelors") 
). 
Enkele jaren geleden ontdekte ik toevallig het boek, dat Moens als basis voor zijn college én syllabus gebruikt had. Het was « Précis de Physique » van Georges Simon en André Dognon waarvan de eerste editie in 1937 verschenen was. Een tweede editie zal in 1941, een derde in 1952 verschijnen. Georges Simon was professor aan de Faculteit Wetenschappen (Dijon), André Dognon professor aan de Faculteit Genesskunde (Parijs).
