Etude par spectrométrie IRTF de la réactivité de l'acide isocyanique (HNCO) avec des glaces composées d'eau et d'ammoniac : production spontanée de l'ion OCN ̄ dans le milieu interstellaire

IRTF spectrometry study of isocyanic acid reactivity with water and ammonia ICES : spontaneous production of OCN- ion in the interstellar medium

• Auteur / Autrice : Sébastien Raunier
• Direction : Thierry Chiavassa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire. Physico-chimie, analyse et spectrométrie moléculaires
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cryochimie

Surfaces

Eau extraterrestre

Isocyanates

Spectroscopie infrarouge

Résumé

Par irradiation des glaces interstellaires, de nouvelles molécules complexes sont formées, comme l'acide isocyanique (HNCO), dont nous avons étudié la réactivité avec des glaces de H2O, NH3, et NH3/H2O, qui conduit à formation de OCN ̄. Cet ion est caractérisé sur les spectres ISO, par sa bande ''XCN'' à 2167cm1̄. Une production spontanée de OCN ̄ dans le domaine de température des glaces (10-100K), se produit entre HNCO et NH3 en excès à 10K. NH4+OCN ̄ est formé au-delà de 160K. Des calculs quantiques ont montré que la solvatation d'une molécule de NH3 directement liée à HNCO par trois autres NH3, joue un rôle important pour former NH4+ et OCN ̄ et confirment le caractère spontané de cette réaction. L'irradiation UV ([lambda]>120nm) de HNCO solide conduit à la formation de OCN ̄ et de composés carbonylés (formaldéhyde, formamide, et urée). La comparaison du spectre des photoproduits primaires avec le spectre ISO de NGC7538IRS9, donne une tentative d'attribution pour les bandes à 1700cm1̄ et 1470cm1̄.

By UV irradiation of interstellar ice, complex molecules are formed, like isocyanic acid (HNCO), which we have studied the reactivity with H2O, NH3 and NH3/H2O, that leads to the OCN ̄ formation. This ion is characterised by ISO spectra, from its band ''XCN'' at 2167cm1̄. A spontaneous production of OCN ̄ in the temperature range of ices (10-100K), is occurred between HNCO and excess NH3 at 10K. NH4+OCN ̄ is formed at above 160K. Quantum calculations have shown that solvation of NH3 molecule in direct interaction with HNCO by three other NH3, plays an important role to form NH4+ and OCN ̄ and confirm the spontaneous character of this reaction. The UV irradiation ([lambda]>120nm) of solid HNCO leads to the OCN ̄ and carbonyl compounds formation (formaldehyde, formamide, and urea). The comparison of the primary photoproducts spectrum with ISO spectrum of NGC7538IRS9, give a tentative attribution for the bands located at 1700cm1̄ and 1470cm1̄.