Etude théorique du dimère de l'eau (H2O)2 et de son rôle dans l'atmosphère

Theoritical study of the water dimer (H2O)2 and of its role in the atmosphere

• Auteur / Autrice : Johann Scribano
• Direction : Claude Leforestier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie théorique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules flexibles

Dimères

Résumé

Dans cette thèse, nous avons calculé la constante d'équilibre associée au processus de dimérisation de l'eau ainsi que le spectre d'absorption du dimère de l'eau. Ces calculs ont été réalisés en utilisant un schéma d'extrapolation bâti sur les 150 premiers états propres rovibrationnels obtenus par une approche pseudo-spectrale couplée à l'algorithme de Lanczos. Deux axes méthodologiques ont également été présentés. Le premier concerne la détermination d'une nouvelle surface de potentiel flexible de qualité spectroscopique. La méthode heuristique employée s'est révélée très efficace car les quantités spectrosopiques et thermodynamiques calculées sur cette nouvelle surface montrent un très bon accord avec les valeurs expérimentales disponibles. Le second axe concerne la formulation semi-classique de la constante d'équilibre, qui permet de tenir compte de façon perturbative des états métastables du continuum du dimère. Cette nouvelle formulation présente l'avantage de réduire considérablement le temps de calcul et fournit des valeurs en accord avec les valeurs expérimentales.

In this thesis, we have computed the equilibrium constant for the water dimerization process and thes absorption coefficient of the water dimer. These calculations were realized by considering all the rovibrational bound states up to dissociation and for high angular momentum values. We have used an extrapolation scheme to compute the rotational energy and transition dipole matrix for higher levels. We have found that our results are in good agreements with avalaible experimentals values for the equilibrium constant. The second pert of this thesis presents a new flexible potential energy surface obtained by means of stochastic optimisation. Our soectroscopic and thermodynamics results are in good agreement with experimentals values. Finally, we present a semi-classical formulation of the equilibrium constant which takes into account the metastables states of the water dimer and which is very eficient in terms of computational cost.