La chimie inorganique relève de la synthèse, de la structure et des propriétés des matériaux solides. Il s’agit d’une histoire millénaire témoignée par nos ancêtres qui maitrisaient l’art de la poterie et savaient comment produire du fer et du cuivre via des procédés qui relient la chimie du solide à l’origine des civilisations. Nos ancêtres savaient synthétiser/extraire des métaux, fabriquer des pigments nouveaux via des réactions simples réalisées dans un bon ordre, soit via la puissance du feu ou en solution et en utilisant des techniques de broyage, filtration et décantation qui nous sont bien familières, et cela sans connaissance de réactions chimiques. Ce sont des approches essais/erreurs qui leur ont permis au fil des années (sans notion de temps) d’établir de nombreuses recettes fiables à partir desquelles ils pouvaient, sur la base d’observations, initier une approche déductive dont la créativité et l’ingéniosité nous laissent encore admiratifs.
Durant ce premier cours, nous montrons comment la synthèse inorganique raisonnée – déductive et inductive – régie par des lois scientifiques et reposant sur des techniques variées permet rapidement la découverte de nombreux matériaux à propriétés recherchées permettant le développement des technologies d’aujourd’hui et de demain. On détaille tout d’abord l’élaboration des matériaux par la méthode céramique. Celle-ci, régie par le transport de matière à l’état solide, nécessite des hautes températures ainsi que des séquences répétées de broyage et chauffage, d’où le nom de la méthode « shake and bake ». Quelques aspects thermodynamiques de réactions à l’état solide sont présentés, ainsi que, via des exemples de synthèse concrète, la science sous-tendant le choix des précurseurs, des récipients de chauffe, des atmosphères réductrices ou oxydantes (diagrammes d’Ellingham-Richardson), et des températures de chauffe (règle de Tamman).
