Etude du processus de transfert d'un proton en excès dans l'eau par simulations de dynamique moléculaire

par Federica Agostini

Thèse de doctorat en Physique, de la particule à la matière condensée

Sous la direction de Giovanni Ciccotti et de Rodolphe Vuilleumier.

Soutenue en 2010

à Paris 6 en cotutelle avec l'Université de Rome Sapienza .

  • Titre traduit

    Study of the transfer process of an excess proton in water via molecular


  • Résumé

    Le sujet de cette these est l'etude du processus de transfert d'un proton en exces dans petits agregats de molecules d'eau en phase gazeuse et dans l'eau liquide. L'analyse est effectuee par simulations de dynamique moleculaire (DM) dans lesquelles nous utilisons le modele des liaisons de valence a' plusieurs etats (multi-state empirical valence bond, MS-EVB). Dans les simulations classiques de DM, cette methode est utilisee pour la modelisation des surfaces d'energie potentielle (SEP) pour des systemes qui subissent une reaction chimique. Dans notre cas, cette methode est utilisee pour determiner la surface de Born-Oppenheimer (BO) de l'etat fondamental pour un systeme dans lequel la reaction de transfert de proton se produit. Dans la methode MS-EVB, des potentiels empiriques de couple additifs sont introduits pour la modelisation des energies d'interaction entre les especes chimiques qui identifient les reactants et les produits. Les potentiels modeles dependent des parametres qui sont choisis de facon telle qu'ils fittent la surface de BO du modele EVB sur la surface calculee par des calculs ab initio pour le complexe H5O2+, entoure' par des molecules d'eau a' temperature ambiante. L'analyse du mecanisme de transfert de proton (TP) est realise' par l'etude des proprietes structurelles et vibrationelles des agregats isoles et de l'eau liquide. L'analyse vibrationelle est effectuee en interpretant les spectres des agregats, sur la base d'une technique, extension de l'analyse en modes normauax. Nous examinons le role de la solvatation, l'effet des fluctuations du solvant autour de la charge en exces, les caracteristiques du reseau des liaisons hydrogene autour du proton.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (X-249 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 241-249. 124 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2010 2
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