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Etude des interactions intermoléculaires dans les agrégats ioniques et neutres par différentes méthodes théoriques.
6.95EUR
Etude des interactions intermoléculaires dans les agrégats ioniques et neutres par différentes méthodes théoriques.

Synthèse
L'idée de l'énergie d'interaction est basée sur la théorie de Born-Oppenheimer (noyaux figés). Nous définissons l'énergie d'interaction de la configuration R [1]:

E =E - [E +E +E +........] = (1)

E est l'énergie électronique correspondant à l’état fondamental d’ordre zéro, E du système total et E , E , ... sont les énergies électroniques des sous systèmes interagissant.
Nous avons étudié les interactions intermoléculaires dans deux types de systèmes moléculaires, les agrégats ioniques OH-(H2O)n et les molécules RbOH à basse température ou froides.
Pour essayer de comprendre les liens intermoléculaires des agrégats, nous avons utilisé plusieurs méthodes de calcul des composantes de l’énergie d’interaction, des structures étudiées : OH-(H2O)2, OH-(H2O)4, OH-(H2O)10, RbOH.
L’énergie intermoléculaire est la somme des contributions des paires, des trois corps,... jusqu’à n corps :

E inter = E (paire) + E (3 corps) + E(4 corps) + ... + E (n corps) (2)

L’anion hydroxyde OH- est trouvé communément dans la nature, dans la phase gazeuse (en particulier dans l’atmosphère) ou dans les phases liquides et condensées. L’ion hydroxyde est un excellent accepteur de liaison hydrogène et est souvent sous forme hydraté. Les agrégats aqueux de l’anion OH- sont d’une importance particulière à cause de leur participation dans les clusters et les phases condensées de la chimie acide-base. L’étude des agrégats OH-(H2O)n est d’intérêt biologique, physique et chimique.
Les molécules RbOH à l’état froid ont une importance biologique et c’est la première fois que les interactions intermoléculaires à très basses températures sont étudiées dans ses systèmes, il n’y a pas encore d’articles sur ce sujet.

Plan
Introduction Générale 8



Chapitre I: Méthodes Théoriques utilisées pour le
calcul de l’énergie d’interaction 13

I.A/ Le Modèle de la supermolécule au niveau SCF : Calculs ab intio 13
I.B/ La Méthode Hartree Fock 14
I.B.1/ Déterminant de Slater 15
I.B.2/ Energie de Hartree-Fock associée à un déterminant de Slater 16
I.B.3/ L’approximation LCAO 17
I.B.4/ Le Procédé SCF 18
I.B.5/ La limite Hartree-Fock 19
I.C/ Les méthodes Post Hartree-Fock 19
I.C.1/ L’énergie de corrélation 19
I.C.2/ La Théorie de la perturbation Möller-Plesset jusqu’à l’ordre n (MPn) 20
I.C.3/ La Méthode coupled-cluster avec excitations simple, double et triple 21
excitation approchée, CCSD(T)
I.C.4/ La Méthode multiconfigurationnelle SCF (MCSCF) 23

I.D/ Théorie de la perturbation de la symétrie adaptée (SAPT)24

I.E/ Méthode de la fonctionnelle de la densité (DFT) 28
I.E.1/ Le Formalisme de Hohenberg-Kohn 28
I.E.2/ Le Formalisme de Kohn-Sham 30
I.E.3/ Forme analytique de EXC 32
I.E.4/ Fonctionnelles de la densité 32
I.E.4.a/ Fonctionnelles traditionnelles 34
I.E.4.b/ Fonctionnelles hybrides 34


I.F/ Méthode théorique du calcul de la polarisabilité du radical OH 35
I.F.1/Polarisabilités multipolaires 35
I.F.1.a/Coefficients d'interaction à longue portée 36
I.F.1.b/Polarisabilités statiques 39
I.F.1.c/Application à OH, considérations symétriques 41 G/ Erreur de superposition de bases (BSSE) 42

I.H/ Base utilisée 43

Chapitre II: Structures moléculaires OH-(H2O)n
étudiées 44

II.A/ Géométries des Configurations de OH-(H2O)n 44
II.A.1/ Structures de OH-(H2O)2 correspondant à la série R44
II.A.2/ Structure de OH-(H2O)2 correspondant à la configuration X2 45
II.A.3/ Structures de OH-(H2O)2 correspondant respectivement aux séries 45
T et F

Chapitre III: Interprétation des résultats obtenus
pour les systèmes OH-(H2O)n 50

III.A/ Résultats obtenus avec les configurations OH-(H2O)2 de la série
R et de la configuration X2 50
III.A.1/ Variation de l’énergie à trois corps en fonction de l’angle kl50
III.A.2/ Variation des composantes de l’effet à trois corps en fonction de
l’angle kl 53
III.A.3 / Comparaison des effets à trois corps aux résultats CCSD(T) 55
III.A.4/ Variation de l’énergie à deux corps 55

III.B/ Résultats obtenus avec les configurations OH-(H2O)2 du système
OH-(H2O)4 55
III.B.1/ Variation de l’énergie à trois corps en fonction de l’angle kl 56
III.B.2/ Variation des composantes de l’effet à trois corps en fonction de l’angle kl 57
III.B.3/ Comparaison des effets à trois corps aux résultats CCSD(T) 60
III.B.4/ Variation de l’énergie à deux corps 60


III.C/ Résultats obtenus avec les configurations OH-(H2O)2 du système
OH-(H2O)10 61
III.C.1/ Variation de l’énergie à trois corps en fonction de l’angle kl 61
III.C.2/ Variation des composantes de l’effet à trois corps en fonction de l’angle kl 65
III.C.3 / Comparaison des effets à trois corps aux résultats CCSD(T) 66
III.C.4/ Variation de l’énergie à deux corps 66


III.D/ Résultats obtenus avec la méthode DFT 66
III.D.1/ Les effets à trois corps DFT 67
III.D.2/ Comparaison des énergies de la première itération DFT au terme Heitler-London 69
III.D.3/ Les énergies de délocalisation DFT 71

III.E/ Conclusion 74

III..F/ Méthodes de génération et d'optimisation des géométries
des systèmes moléculaires 75
III.F.1/ Méthodes théoriques de génération des configurations 75
III.F.2/ Méthodes expérimentales de génération des configurations 75
III.F.3/ Méthodes d'optimisation des configurations 76

Chapitre IV : Interprétation des résultats pour le système RbOH 77

IV.A/ Interaction étudiée dans le Système RbOH 77
IV.B/ Comparaison entre les polarisabilités de OH calculées avec
les deux Bases 79

IV.C/ Comparaison entre les polarisabilités de OH calculées et celles
trouvées dans la bibliographie 82

IV.D/ Conclusion 82

Conclusion générale 84

Bibliographie 86

Articles Internationaux 91

Perspectives 91

Matière : Chimie
Nature : Thèse
Type : Document PDF
Nombre de pages : 91
Langue : f

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Ce document a été ajouté à notre catalogue le samedi 26 septembre 2009.
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