Etude des interactions halogène...X (X = halogène ou base de Lewis) à partir des mesures diffraction des rayons-X à haute résolution

Study of halogen bonding Hal•••X (X= halogen or Lewis base) from high resolution of X-ray diffraction measurements

• Auteur / Autrice : Thaï Thanh Thu Bui
• Direction : Enrique Espinosa, Slimane Dahaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 11/03/2010
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : UMR 7036 CRM2
• Jury : Président / Présidente : Pierre Becker
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Enrique Espinosa, Slimane Dahaoui, Pierre Becker, Nour Eddine Ghermani, Marc Fourmigué, Claude Lecomte
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nour Eddine Ghermani, Marc Fourmigué

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayons X -- Diffraction

Halogènes -- Composés

Mots clés libres

Liaison halogène

Densité électronique

Modèle multipolaire

Electrophile-nucléophile

Topologie de la densité électronique

Diffraction des rayons X haute résolution

Potentiel électrostatique

Résumé

La liaison halogène est une interaction intermoléculaire très directionnelle. Elle est observée dans les systèmes C-Hal•••X, où l'atome d'halogène (Hal), qui est lié à un atome de carbone, interagit avec un autre halogène (X = Hal) ou avec une base de Lewis (X = base de Lewis). L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre ces interactions. Le travail présenté est consacré principalement à l'étude de la densité électronique et du potentiel électrostatique des composés halogénés par diffraction X haute résolution. Dans ce travail quatre composés chlorés, contenant des interactions Hal•••X (Hal = Cl, X = Cl, O, H, C?), ont été analysés dans leur phase cristalline pour étudier la liaison halogène. Parmi les résultats les plus importants issus de cette étude, il faut signaler la détermination expérimentale de la distribution électronique anisotrope de l'atome d'halogène. Cette anisotropie génère des régions électrophiles et nucléophiles autour du noyau de l'halogène qui sont à l'origine de l'interaction très particulière que cet atome réalise avec l'environnement moléculaire.

Halogen bonding is a highly directional intermolecular interaction. It is observed in systems C-Hal•••X, where the halogen atom (Hal) is bound to a carbon atom and interacts with another halogen (X = Hal) or a Lewis base (X = Lewis base). The main objective of this thesis is to better understand these interactions. The thesis is mainly devoted to the study of the electron density and the electrostatic potential of halogenated compounds by high resolution X-ray diffraction. In this work, four chlorinated compounds, containing interactions Hal•••X (Hal = Cl, X = Cl, O, H, C?) were analyzed in their crystalline phase to study the halogen bond. Among the most important results from this work, we report the experimental determination of the anisotropic electronic distribution of the halogen atom. This anisotropy generates electrophilic and nucleophilic regions around the halogen nucleus that are responsible for the interaction that this kind of atom establishes with the environment.