Le laboratoire MONARIS dispose d\u00e9quipements exp\u00e9rimentaux en jet supersonique

Le laboratoire monaris dispose déquipements

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Le laboratoire MONARIS dispose d’équipements expérimentaux en jet supersonique et en matrice de gaz rare. Des études en matrice ont été entreprises au début des années 2000 par J-P. Perchard20,21sur de petits clusters d’eau, sur un large domaine spectral couvrant les fondamentales jusqu’à la troisième harmonique des vibrations d’élongation OH. Elles se sont poursuivies avec des hétéro-complexes hydratés, tels que CH3Cl-H2O22et (CH2)2O-H2O23par une double approche expérimentale et théorique. Les méthodes de chimie quantique utilisées sont essentiellement les calculs ab initio, la DFT et les approches topologiques. Dans le cadre de cette thèse, nous avons choisi d’étudier l’interaction entre une ou plusieurs molécules de H2O et un partenaire faiblement lié de plus grande taille, le diacétyle (C4H6O2), de géométrie centro-symétrique et possédant deux dipôles permanents équivalents. De plus c’est une molécule simple qui peut jouer le rôle d’accepteur de proton, ce qui en fait un partenaire idéal pour interagir avec l’eau qui joue à la fois le rôle de donneur et d’accepteur de proton. Le diacétyle est formé dans l’atmosphère par la dégradation d’hydrocarbonesémis
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15 en milieu urbain et industriel24,25. La formation de clusters hydratés C4H6O2:(H2O)npeut par la suite affecter la chimie atmosphérique des complexes17,26incluant HOxet d’autres radicaux27–29. Des travaux antérieurs sur l’hétérodimère C4H6O2:H2O ont été réalisés par Mucha et Mielke30qui ont mis en évidence plusieurs isomères, à partir d’expériences en matrice de néon, et avec l’aide de calculs ab initio (MP2). Cette étude pionnière a été suivie d’une étude de spectroscopie rotationnelle en jet supersonique pour caractériser l’état fondamental du complexe31. Le plan de la thèse s’articule en deux parties : La première partie est consacrée à l’étude théorique des complexes à liaison hydrogène, axée plus particulièrement sur les complexes hydratés. Dans le chapitre I, nous rappelons les principes fondamentaux nécessaires à l’analyse de la structure électronique et des interactions intermoléculaires dans les complexes à liaisons hydrogène. Le chapitre II décrit notre stratégie basée sur la topologie pour déterminer les géométries les plus stables des complexes à liaison hydrogène, illustrée par le cas du complexe C4H6O2:H2O. Le chapitre III est dédié à l’étude des caractéristiques énergétiques, géométriques et vibrationnelles du complexe C4H6O2:(H2O)2ainsi qu’à la recherche d’une méthode DFT capable de décrire correctement des complexes C4H6O2:(H2O)nde plus grande taille. Le chapitre IV décrit les propriétés physiques des complexes C4H6O2:(H2O)4-12.
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  • Fall '19
  • dr. ahmed

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