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Accueil > FR > Recherche > Spectroscopie et Applications > Spectroscopie microonde et (sub)millimétrique > Structures moléculaires

Activités de recherche

par Manuel GOUBET, Pascal DREAN, Thérèse HUET - publié le , mis à jour le


La détermination précise de la structure d’équilibre de molécules en combinant calculs de chimie quantique et spectroscopie de laboratoire est une activité historique de l’équipe. Les nombreux résultats obtenus ont été valorisés dans le livre « Equilibrium Molecular Structures : From Spectroscopy to Quantum Chemistry ».

Expérimentalement, les molécules ou les complexes moléculaires peuvent être isolés et refroidis par détente adiabatique, puis observés dans le domaine microonde et/ou infrarouge. Ce type d’analyse appliquée à des édifices semi-rigides permet par exemple :

  • L’identification non-ambiguë des structures les plus stables. Malgré l’accroissement du nombre de structures possibles avec la taille de la molécule, la nature n’en retient finalement que quelques unes, les plus stables énergétiquement.

Structures les plus stables d’un petit peptide protégé, l’acylalanine : repliée (à gauche) et étendue (à droite)
  • La détermination de la structure des PAHs (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et de leurs dérivés (azotés, ions, protonés, etc.). La géométrie est à la base des propriétés physico-chimiques de cette importante classe de molécules (2/3 des espèces chimiques recensées). Il est également essentiel de pouvoir modéliser leurs spectres afin de les identifier lors d’observations environnementales (atmosphériques ou interstellaires).

Analyse des bandes rovibrationnelles de PAHs
  • La mise en évidence de la dynamique de torsion d’une liaison. Le traitement des mouvements de grande amplitude reste un problème délicat en spectroscopie. Cependant, comme pour les PAHs, Il est essentiel de modéliser leurs spectres afin de pouvoir les identifier lors des observations.

Le diméthylbenzaldéhyde : analyse de 2 mouvements de large amplitude couplés (torsions des méthyles) par spectroscopie microonde et calculs ab initio
  • La compréhension de la structure et de la dynamique très particulière de la liaison hydrogène, qu’elle soit intra- ou inter-moléculaire. Ce type de liaison très souple ne peut être traité de manière standard comme une liaison covalente. Il est nécessaire de bien comprendre ces propriétés afin de pouvoir la prendre en compte dans les modèles théoriques.

Structure et dynamique vibrationnelle du complexe CH3Cl—HCl
  • L’analyse de molécules prototypes dans le cadre de la mise en évidence expérimentale de la non-conservation de la parité.

Publications récentes :

  • Equilibrium Molecular Structures : From Spectroscopy to Quantum Chemistry, Jean Demaison (Editor), James E. Boggs (Editor), Attila G. Csaszar (Editor), CRC Press 2010

  • Coupled large amplitude motions : a case study of the dimethylbenzaldehyde isomers, M. Tudorie, I. Kleiner, M. Jahn, J.-U. Grabow, M. Goubet, O. Pirali, J. Phys. Chem. A 117 13636 (2013)

  • Structural and Dynamic Properties of a Hydrogen Bond from the Study of the CH3Cl-HCl Complex and Isotopic Species, M. Goubet, P. Asselin, P. Soulard and B. Madebène, J. Phys. Chem. A 117 12569 (2013)

  • The far-infrared spectrum of azulene and isoquinoline and supporting anharmonic density functional theory calculations to high resolution spectroscopy of polycyclic aromatic hydrocarbons and derivatives, M. Goubet, O. Pirali, J. Chem. Phys. 140 044322 (2014)

Collaborations

Collaborateur(s)LaboratoireInstitutionpays
P. Asselin, P. Soulard, B. Madebène LADIR Paris VI France
Z. Kisiel Institute of physics Polish Academy of Sciences Pologne
I. Kleiner LISA Paris VII et XII France
équipe C. Chardonnet LPL Paris XIII France
O. Pirali, P. Roy ligne AILES RS SOLEIL France