Dynamique réactionnelle de Systèmes Complexes - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Habilitation À Diriger Des Recherches Year : 2008

Reaction Dynamics of Complex Systems

Dynamique réactionnelle de Systèmes Complexes

Lionel Poisson

Abstract

Reaction dynamics is the study of the behaviour of a molecular system, or an ensemble of atomic and molecular systems following a photonic or collisional excitation. These excitations localize differently the deposited energy, and can induce a change in the chemical bonds of the molecule. Independently of the excitation is used, these reactions can be either statistical, or behave in an impulsive character. In this latter case, which is involved in all the rapid dynamics (< 10 ps), the structural modifications of the molecule takes place according to only few molecular coordinates of the excited system. Thus it consists in a direct evolution where the energy is not thermodynamically distributed over all the vibration modes of the molecule. Within the framework of a very fast evolution where only several coordinates are concerned, a complex system can presents an evolution obeying to an extremely simplified model. The goal of the Reaction dynamics is to isolate the main relaxation pathway of the excitation energy.
The objective of this research is to consider systems related to organic chemistry: molecules with a carbon skeleton have been studied (see chapter “Organic Molecules: a step towards organic photochemistry”) and also very reactive intermediates (see chapter “Unsaturated molecules”). Many important reactions take place in a solvent. This is the reason why I studied systems deposited upon argon clusters in order to benefit from the power of the gas phase experiments, allowing the use of a controlled and adjustable solvent (see chapter “Solvation of gas phase systems: Solvent Effects”). I also studied the contribution and behaviour of the electrontric structures of the clusters themselves (see chapter “Pure Clusters Dynamics”) and on model systems (see chapters “Organic Molecules: a step towards Organic Photochemistry” and “Model systems Dynamic”). The evolution of this research program structures my activity and determines my scientific projects.
La dynamique réactionnelle est l'étude du comportement d'un système moléculaire, ou d'un ensemble de systèmes atomiques et moléculaires en réponse à une excitation externe photonique ou collisionnelle. Ces excitations localisent l'énergie déposée de manière différente, et peuvent être accompagnées du réaménagement de liaisons chimiques dans la molécule. Quelque soit le mode d'excitation choisi, ces réaménagements peuvent se réaliser selon un processus soit statistique, soit impulsionnel. Dans ce dernier cas, qui intervient dans toutes les dynamiques rapides (< 10 ps), les modifications structurales de la molécule ont lieu selon le ou les quelques degrés de libertés du système concernés par le processus d'excitation. Il s'agit donc d'une évolution directe ou l'énergie n'est pas thermodynamiquement équirépartie dans tous les modes de vibration de la molécule. Un système apriori complexe peut donc, dans le cadre d'une évolution très rapide où seules quelques coordonnées sont concernées, présenter une évolution obéissant à un modèle extrêmement simplifié. La dynamique réactionnelle a donc, en soi, pour but d'isoler les coordonnées par lesquelles se propage l'énergie déposée par le processus d'excitation.
L'objectif a été d'étudier des systèmes aussi proches possibles de problématiques liées à la chimie organique. Celle-ci présente certes des molécules à squelette carboné (voir chapitre « Molécules Organiques : un pas vers la photochimie organique »), mais aussi des intermédiaires réactionnels très réactifs (voir chapitre « Composés carbonés insaturés »). Plus généralement les réactions ont lieu dans un solvant, d'où l'intérêt d'en étudier l'influence de manière quantifiée. C'est la raison pour laquelle j'ai étudié des systèmes déposés sur agrégats afin de bénéficier de la puissance des techniques de la phase gazeuse tout en utilisant un solvant modèle et modifiable à volonté (voir chapitre « Solvatation des systèmes en phase gazeuse : effets de solvant»). Naturellement, cela m'a aussi conduit à étudier préalablement un certain nombre de problématiques liées à la structure électronique des agrégats (voir chapitre « Dynamique d'agrégats purs ») et à des systèmes modèles (voir chapitres « Molécules organiques : un pas vers la photochimie organique » et « Dynamique des systèmes modèles »). L'évolution de ce programme de recherche structure mon activité et détermine mes projets scientifiques.
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Dates and versions

tel-00290490 , version 1 (25-06-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00290490 , version 1

Cite

Lionel Poisson. Dynamique réactionnelle de Systèmes Complexes. Autre. Université Paris Sud - Paris XI, 2008. ⟨tel-00290490⟩
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