Relation entre localisation, délocalisation et propriétés physicochimiques. Des bases de données de densité électronique aux propriétés magnétiques

Relation Among Localization, Delocalization and Physicochemical Properties. From Electron Density Databases to Magnetic Properties

• Auteur / Autrice : David Arias Olivares
• Direction : Julia Contreras-García, William Tiznado
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie théorique
• Date : Soutenance le 08/10/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université en cotutelle avec Universidad Andrés Bello (Santiago)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie théorique (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Gloria Inés Cárdenas Jirón
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Monica Calatayud-Antonino, Rafael Islas Colina, Sebastián Esteban Miranda Rojas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Alejandro Aravena Ponce
• DOI : 10.70675/d068c6b1zb419z41f8za880z22d405823bd4

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés physico-chimiques

Électrons -- Distribution

Cristaux -- Propriétés magnétiques

Charge et distribution électriques

Aromaticité

Mots clés libres

Localisation

Délocalisation

Densité électronique

Propriétés magnétiques

Aromaticité

Densité de courant

Localization

Delocalization

Electron density

Magnetic Properties

Aromaticity

Current density

Résumé

Tout d'abord, nous évoquerons un aperçu général de l'analyse topologique basée sur la densité d'électronique, le trou d'échange-corrélation et la densité de paires. Une fois la densité électronique rappelée, l'analyse topologique de la densité électronique est expliquée, ainsi que la procédure de calcul des points critiques de la densité électronique, le calcul de la matrice hessienne de la densité électronique et la définition des points critiques à la surface. Tous ces outils topologiques permettent de caractériser la nature des liaisons chimiques parallèlement à l'indice basé sur la délocalisation. Afin de comprendre la nature des énergies et des interactions dans les systèmes, l'analyse d'interaction non covalente est expliquée et combinée à l'analyse de décomposition d?énergie. De plus, les états de transition seront étudiés en appliquant les orbitales naturelles pour la valence chimique (ETS-NOCV). Les concepts clés du magnétisme moléculaire sont abordés. Nous nous concentrons sur l'aimantation et la susceptibilité magnétique, les composants diamagnétiques et paramagnétiques provenant de toute réponse magnétique dans les systèmes. Les propriétés de champs magnétiques induits sont étudiés dans le but de comprendre l'aromaticité à travers de deux descripteurs, les déplacements chimiques indépendants du noyau et les densités de courant induit. En annexe à la théorie, l'interaction isotrope dans les composés dinucléaires est introduite pour expliquer et mesurer certaines erreurs trouvées dans la théorie de la fonctionnelle de densité (TFD). [...]

The first property here analysed and related with electronic localization/delocalization is the aromaticity. Aromaticity is an important concept introduced by Kekulé; since then, theoreticians and experimentalist have tried to understand it in different groups of molecules analogues to benzene. The importance of this concept and how the aromaticity is affected by the chemical environment is important to understand and link some physicochemical properties. i.e., reactivity, stability, magnetic response. The physicochemical properties of interest are the electronic structure, the nature of bonds and organometallic interactions(differentiation between metallocenes and metallabencenes). Furthermore, the magnetic response and the study of building blocks as possible candidates to make nano-wires or new low-dimension magnetic materials. Finally, we try to understand the interaction and the errors involved in some properties theoretically computed like, the isotropic coupling between metals through aromatic (or organic) units that have become important benchmark molecules to study magnetic properties in inorganic as well as metal-organic systems [...]