Réactivité de l'espèce H2O en solution
Aurélien de la Lande
Mercredi 19 Octobre 2016, 11h00
bibliothèque LCT, tour 12 - 13, 4ème étage
Le cation radical H2O°+ est la première espèce produite lors de l'interaction entre des rayons ionisants et les milieux aqueux. Cette espèce a une durée de vie extrêmement courte allant de quelques dizaines à quelques centaines de femtosecondes selon les études. La voie réactive communément admise est celle de la perte d'un proton pour donner le radical hydroxyle HO°, le proton étant quant à lui capté par une molécule d'eau pour donner le cation hydronium H3O+. En revanche en présence de solutés, l'oxydation par H2O°+ est une voie alternative en principe envisageable. La compétition entre transferts d'électrons et de protons impliquant H2O°+ reste toutefois peu documentée.
Au cours de ce séminaire je présenterai des résultats de simulations numériques visant à caractériser la réactivité de l'eau ionisée aux temps ultracourts. Notre approche repose d'une part sur la RT-TDDFT (Real-Time Time-Dependent Density Functional Theory) pour simuler les migrations de charges intermoléculaires induites lors de l'ionisation de l'eau à l'échelle attoseconde. D'autre part nous avons réalisé des simulations de dynamique moléculaire de type Born-Oppenheimer pour étudier les étapes de transfert de proton. Nos résultats permettent de mieux comprendre l'influence de la dynamique électronique sur les processus chimiques de transfert de proton.
Pour aller plus loin dans la précision des simulations de la réactivité de H2O°+ nous avons entrepris une nouvelle implémentation de RT-TDDFT dans deMon2k. Cette approche est couplée à un schéma de type QM/MM polarisable pour prendre en compte les effets d'environnement. Je présenterai les premiers résultats de notre implémentation dans la dernière partie du séminaire.