Etude théorique de quelques effets de l'adsorption de molécules et d'ions étrangers sur des cristaux ioniques

Theoritical study of any effects of the adsorption of foreign molecules and ions on ionic crystals

• Auteur / Autrice : Bernadette Deprick
• Direction : André Julg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Résumé

L'adsorption de molecules et d'ions etrangers sur des cristaux de nacl, ki, lif et mgo est etudiee theoriquement dans le vide et en solution aqueuse, en vue de determiner le site d'adsorption, l'energie mise en jeu et eventuellement, les modifications des proprietes des adsorbats, ainsi que le role que peut jouer l'adsorption sur la croissance cristalline. Le support est simule par un nombre fini de charges ponctuelles, disposees aux nuds d'un reseau ayant la forme du solide de clivage naturel. La convergence du potentiel et du champ electrique en fonction de la taille du support est discutee. L'energie d'adsorption est evaluee a l'aide de la methode du champ moleculaire self-consistent ab initio, completee par un terme de dispersion-repulsion, calcule successivement au moyen d'un modele de spheres dures, puis par un potentiel adapte de type lennard-jones. Les methodes sont testees sur des adsorbats carbonyles simples: formaldehyde, glyoxal, benzoquinone. Les etudes en solution aqueuse sont d'abord realisees sous une approche simple, puis avec une methode introduisant explicitement les ions du cristal, les molecules de solvant et d'adsorbat. L'etude de la glycine en solution aqueuse permet d'expliquer la modification du facies de croissance de nacl (100)(110), par l'adsorption de chaines de zwitterions contre un site (110)#2. Un calcul analogue sur l'uree justifie l'apparition de faces (111)#2 sur nacl. L'utilisation d'un modele mixte de cluster montre l'effet de l'adsorption sur les spectres vibrationnels ir de co#2 et ch#4. Le champ cristallin leve la degenerescence des vibrations #2 et #4 respectivement pour co#2 et ch#4; les methodes de potentiel de paires sont en defaut dans ce type d'etudes. L'adsorption de cations 3d#n sur nacl et mgo montre l'impact du phenomene sur les spectres electroniques des cations (changements de coloration des cations adsorbes). Enfin, l'etude de co adsorbe sur