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Mise en évidence par dynamique moléculaire de l’influence des effets quantiques nucléaires en phase condensée

Jérôme Cuny, LCPQ (Toulouse)

Séminaire LCPQ

Salle de séminaire IRSAMC

Les effets quantiques nucléaires (NQE) sont généralement négligés lors de la modélisation de systèmes chimiques en phase condensée. Bien que généralement correcte, les travaux de M. Parrinello et M. Tuckerman portant sur la structure et les mécanismes de diffusion du proton et de l’ion hydroxyde dans l’eau ont montré la limite de cette approximation.[1] Nous avons récemment revisité cette problématique, non-plus dans le cas de systèmes liquides, mais dans des composés de l’état solide. En particulier, dans le cas d’hydrates d’acide chlorhydrique, nous avons mis en évidence une influence importante des NQE sur leur propriétés de résonance magnétique nucléaire (RMN) et sur les distributions du moment des protons.[2] Après vous avoir présenté ces résultats, je m’attarderai plus particulièrement sur une extension récente de ces travaux portant sur l’étude de phosphates. Dans ces composés, nos travaux couplés théorie/expérience ont clairement mis en évidence le rôle fondamental des NQE sur les propriétés RMN du proton, et cela, en fonction de la température. Ces travaux ont, de notre notre point de vue, une implication importante pour comprendre le rôle des NQE dans les matériaux structurés par des liaisons hydrogènes.

[1] M. E. Tuckerman, D. Marx, M. Parrinello Nature 2002, 417, 925.
[2] A. A. Hassanali, J. Cuny, M. Ceriotti, C. J. Pickard, M. Parrinello J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8557-8569.