Fonctionnelle de la densité des liquides moléculaires : application à la solvatation dans des solvants polaires

par Lionel Gendre

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Daniel Borgis.

Le président du jury était Jean-Pierre Hansen.

Le jury était composé de Olivier Bernard, Rosa Ramirez.

Les rapporteurs étaient Pascal Henri Fries, Pascal Viot.


  • Résumé

    La theorie c1assique de la fonctionnelle de la densite est appliquee a l'etude de la solvatation de molecules dans des solvants polaires. Une forme approximative de la fonctionnelle est obtenue en calculant par simulation la fonction de correlation directe du solvant pur. Cette fonctionnelle est ensuite minirnisee en presence d'un solute pour obtenir son energie libre de solvatation et la denslte d'equi'ibre du solvant. La fonctionnelle est d'abord timitee a un developpernent dipolaire et exprimee en fonction de la densite de nombre et de la polarisation. Elle est appliquee a la solvatation dans Ie liquide de Stockmayer, avec de tres bons resuitats, et dans un modele dipolaire d'eau, avec des resultats raisonnables hors des especes charqees. Enfin une representation de la fonctionnelle sur une grille de position et d'orientation est introduite. Elle conduit a une description precise de la solvatation de differents solutes rnoleculaires dans I'acetonitrile.

  • Titre traduit

    Density functional of molecular liquids : application to solvation in polar solvents


  • Résumé

    Classical density functional theory is applied to the study of the solvation of molecules in polar solvents. For a given solvent, an approximate form of the functional is obtained by computing by numerical simulations the direct correlation function of the pure solvent. This functional can then be jninirnized in the presence of a solute to yield its solvation free energy and the equilibrium solvent density. The functional is first limited to a dipolar expansion and expressed in terms of the number and polarisation density. The approach is applied to solvation in the Stockmayer liquid, with good results, and in a dipolar water model, with reasonable results except for charged species. At last a complete representation of the functional on a position and angular grid is introduced which leads to a precise description of the solvation of different molecular solutes in acetonitrile.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2008 par Evry-Val d'Essonne à S. l.

Fonctionnelle de la densité des liquides moléculaires : application à la solvatation dans des solvants polaires


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