Far infrared/Tera-Hertz spectroscopy in the gas phase : experiments and theory

par Jérôme Mahé

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Marie-Pierre Gaigeot.

Le président du jury était David Lauvergnat.

Le jury était composé de Anouk M. Rijs, Michel Mons.

Les rapporteurs étaient Knut R. Asmis, Sandra Luber.

  • Titre traduit

    Spectroscopie infrarouge en phase gazeuse dans le domaine de l'infrarouge lointain/Tera-Hertz : expériences et théorie


  • Résumé

    La spectroscopie infrarouge permet d’identifier la structure 3D de systèmes moléculaires, par comparaison des spectres mesurés et simulés. Nous travaillons en phase gazeuse, où les molécules et clusters sont libres d’interactions intermoléculaires. Notre travail combine les expériences IR-UV ion-dip et le calcul de spectres IR anharmoniques par la méthode DFT-MD. Le spectre IR est calculé pour les structures 3D de plus basses énergies,le meilleur accord donnant la connaissance de la structure présente dans les conditions expérimentales.Nous démontrons que le domaine de l’IR lointain/THz (<800 cm-1, <24 THz) permet d’identifier sans ambiguïté la structure 3D de molécules et clusters en phase gazeuse, là ou les signatures du domaine 1000-4000 cm-1 peuvent être limitées. Les systèmes considérés sont des dipeptides, un modèle de feuillet β, dérivés du phénol (et complexés à l’eau) des paires de bases de l’ADN, dont les structures sont bâties sur des liaisons hydrogène intra/intermoléculaires.


  • Résumé

    Infrared spectroscopy allows the assignment of three dimensional structures of molecular systems, by comparing experimental and theoretical spectra. Our investigations take place in the gas phase, where molecules and clusters are free of intermolecular interactions.Our work combines experimental IR-UV ion dip spectroscopy and theoretical DFT-MD anharmonic spectroscopy. The infrared spectrum is calculated for low energy 3Dstructures and the best match between theory and experiment provides the information about the structure present in the experimental conditions.We demonstrate for several systems that far infrared/THz spectroscopy (<800 cm-1, <24THz) allows conformational assignment without ambiguities, contrary to the more traditional 1000-4000 cm-1 range. Systems investigated here are dipeptides, a β-sheet model, phenol derivatives (also complexe dwith water molecules), DNA base pairs, all these structures being built on intra-/intermolecular hydrogen bonds.


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Informations

  • Sous le titre : Far infrared/Tera-Hertz spectroscopy in the gas phase : experiments and theory
  • Détails : 1 vol. (331 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 321-331.
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