•Atomistique : modèles classique et quantique de l’atome, modèles de la liaison chimique (Lewis, orbitales moléculaires) , relations entre structure électronique et propriétés chimiques et géochimiques des éléments.
•Isotopes : nucléosynthèse, isotopes, radioactivité, fractionnement des isotopes stables et applications à l’étude du cycle de l’eau et des paléoclimats (18O/16O ; D/H), isotopes radioactifs, loi de désintégration radioactive, méthodes radiochronologiques (14C, Rb/Sr, déséquilibre U-Th), isotopes radiogéniques (87Sr).
•Equilibres chimiques : loi d’action de masse, réactions acide-base, redox, dissolution-précipitation.
•Equilibres de phases et diagrammes de phases : représentation graphique avec deux-trois constituants, eutectique, péritectique, solution solide, équation de Gibbs, courbe de Clapeyron, exemple(s) de construction de diagrammes de phases, relations diagramme de phase/microstructure/paragénèses.