Etude par spectroscopie infrarouge des complexes C2H2-HCl et C2H4-HCl - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Study of the complexes C2H2-HCl and C2H4-HCl by infrared spectroscopy

Etude par spectroscopie infrarouge des complexes C2H2-HCl et C2H4-HCl

Pierre Carcabal

Résumé

Intermolecular interactions paly a crucial role in numerous processes in the fields of physics and chemistry as well. The study of small systems bonded by such interactions (molecular complexes) can provide accurate informations in the processes resulting from the interaction (predissociation mecanism, structural modification in the components of the complex ... ). In order to perform experimental investigation of the molecular complexes, we have set an experimental setup which couples a pulsed slit jet molecular beam and a diode laser spectrometer. This setup allows us to bserve the high resolution infrared absorption spectra of complexes at low Temperature (around 10 Kelvin) with a high sensitivity due to the lock-in detection scheme we use. We have observed the high resoltution infrared spectra of the C2H2-HCl and C2H4-HCl complexes. The experimental results provided by the analysis of these intramolecular rovibrational spectra (vibrational shifts, rotational constants variations) gave rise to information on the interactions involved in the complexes (influence of the vibrational excitation on the interaction, binding energy estimation from a pseudo-diatomic model). In order to have a comprehensive view of the studied systems, we have completed our experimental results by quantum chemistry studies overcoming the usual approximations of ab initio calculations in view of obtaining the anharmonic intermolecular potential energy surface calculating by means of a two dimensional grid calculation. Thus we have been able to obtain information on the effects of anharmonicity, of complete basis set superposition error correction and of coupling between intra- and intermolecular motions.
Les interactions intermoléculaires jouent un rôle important dans de nombreux processus tant dans le domaine de la physique que de la chimie. L'étude des systèmes de petite taille liés par ces interactions (complexes moléculaires) permet d'avoir des informations très précises à partir desquelles il est possible d'aller plus avant dans la compréhension des processus qui résultent des ces interactions (prédissociation, changement de structure des entités du complexe). Pour étudier expérimentalement les complexes moléculaires de petite taille, nous avons élaboré un dispositif combinant un jet moléculaire pulsé à fente et une diode laser accordable dans l'infrarouge. Ce dispositif nous a permis d'observer les spectres d'absorption infrarouges de complexes à basse température (10 K) et à haute résolution (5.10-3 cm-1) avec une grande sensibilité grâce au système de détection synchrone hétérodyne que nous utilisons. Nous avons observé les spectres du mode d'élongation H-Cl des complexes C2H2-HCl et C2H4-HCl. Les résultats expérimentaux que nous ont fournis l'analyse spectroscopique rovibrationnelle des ces vibrations intramoléculaires ont permis de remonter à des informations sur les interactions mises en jeu dans ces complexes (influence de l'excitation vibrationnelle sur l'interaction, estimation de l'énergie de liaison à partir d'un modèle pseudo-diatomique). Afin d'avoir une vision plus globale des systèmes étudiés, nous avons complétés notre étude expérimentale par des études de chimie quantique. Nous avons notament dépassé les approximations usuelles des calculs ab initio par un calcul du potentiel intermoléculaire sur une grille à deux dimensions. Nous avons ainsi pu obtenir des informations sur les effets d'anharmonicité, de la correction de l'erruer de superposition de base et de couplages entre les mouvements intramoléculaires et intermoléculaires.
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Dates et versions

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  • HAL Id : tel-00009002 , version 1

Citer

Pierre Carcabal. Etude par spectroscopie infrarouge des complexes C2H2-HCl et C2H4-HCl. Physique [physics]. Université Paris Sud - Paris XI, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00009002⟩
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