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DE LA TOUPIE SPHERIQUE A LA TOUPIE ASYMETRIQUE

DE LA TOUPIE SPHERIQUE A LA TOUPIE ASYMETRIQUE. Expériences. Théorie. 1990. 2004. Raman Stimulé. PARS. Toupies sphériques. Hexa- fluorures. DRASC. Différence de Fréquences. Toupies asymétriques. Spectroscopie Basse résolution. Toupies symétriques. Molécules piégées.

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DE LA TOUPIE SPHERIQUE A LA TOUPIE ASYMETRIQUE

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  1. DE LA TOUPIE SPHERIQUE A LA TOUPIE ASYMETRIQUE

  2. Expériences Théorie 1990 2004 Raman Stimulé PARS Toupies sphériques Hexa- fluorures DRASC Différence de Fréquences Toupies asymétriques Spectroscopie Basse résolution Toupies symétriques Molécules piégées Absorption Diode laser

  3. PLAN • Théorie et analyse des spectres de molécules dérivées de toupies sphériques • Expérience d’absorption à diodes laser • Théorie des molécules piégées dans des zéolithes

  4. 1ère partie L’EXTENSION AUX TOUPIES ASYMETRIQUES ET SYMETRIQUES … Généralités Niveau de base de SO2F2 Triade de SO2F2 SF5Cl Bases de données

  5. GENERALITES

  6. Considérer une molécule symétrique ou asymétrique comme dérivant d’une toupie sphérique. Exemples : SF5Clpeut être vue comme dérivant de la moléculeSF6. SO2F2peut être vue comme dérivant de l’ion moléculaireSO42-. Associer une chaîne de groupes ponctuels à cette molécule. IDEES DE BASE

  7. Groupe intermédiaire CHAINES DE GROUPES Groupe des rotations dans l’espace : O(3) Orientation directe Groupe de la molécule

  8. Pentade MODES VIBRATIONNELS Diade Diade

  9. Développement systématique de tous les opérateurs à n’importe quel ordre et pour n’importe quelle polyade, ti: paramètres, RetVsont les tenseurs rotationnels et vibrationnels. Bien adapté à la programmation, Extrapolation vibrationnelle des paramètres, Base reliée à la chaîne de groupes choisie. FORMALISME TENSORIEL ET HAMILTONIEN EFFECTIF

  10. 1er EXEMPLE : LE SPECTRE DE ROTATION PUREDE SO2F2

  11. Hamiltonien de Watson: HAMILTONIEN EFFECTIF DU NIVEAU DE BASE Degré Hamiltonien tensoriel : Chaîne de groupes et où

  12. GetG’ sont des coefficients d’orientation. La base est dérivée de la base sphérique et orientée dans la chaîne de groupes, kets du type . TENSEURS ROTATIONNELS ET BASE ORIENTEE Chaîne de groupes :

  13. COMPARAISON A L’ORDRE 0

  14. Moret-Bailly (Oxyz) Watson (OXYZ) CHOIX DES AXES ou

  15. FORMULES DE CORRESPONDANCE

  16. FORMULES DE CORRESPONDANCE

  17. DETAILS DE L’ANALYSE (v = 0 ) 1071 raies attribuées (J jusqu’à 99). s : déviation standard calculée à partir de la médiane des résidus absolus. † K. Sarka et al., Journal of Molecular Spectroscopy, 200, 55 – 64, (2000).

  18. VUE D’ENSEMBLE - NIVEAU DE BASE

  19. ZOOM DANS LA REGION Q

  20. ZOOM DANS LA REGION R(37)

  21. RESIDUS (v = 0) Précision exp. :  1 MHz

  22. ENERGIESREDUITES (v = 0)

  23. 2ème EXEMPLE :LA TRIADE (3, 7, 9) DE SO2F2

  24. DETAILS DE L’ANALYSE † H. Bürger et al., Journal of Molecular Structure, 612, 133 – 141, (2002).

  25. VUE D’ENSEMBLE

  26. BANDE n7

  27. BANDE n9

  28. BANDES n7 et n3

  29. ENERGIESREDUITES (triade)

  30. 3ème EXEMPLE :LA DIADE 1/8 DE SF5Cl

  31. BANDE n1 de SF535Cl • Données procurées par H. Bürger à Wuppertal (Allemagne), précision exp. : qq mk • Analyse de 1346 raies jusqu’à Jmax= 79, rms = 0.00082 cm-1.

  32. BANDE n8 de SF535Cl • Spectre plus dense. • Seulement 351 raies attribuées pour Jmax= 19 avec un rms de 0.00011 cm-1. M. Rotger et al., JMS 208, 169-179 (2001)

  33. BASES DE DONNEES

  34. ORGANIGRAMME Calcul de l’Hamiltonien Calcul des Moments de Transition Calcul du Spectre

  35. BASE DE DONNEES C2vTDS • C2vTDS pour les molécules de type XY2Z2. http://www.u-bourgogne.fr/LPUB/c2vTDS.html

  36. BASE DE DONNEES C4vTDS • C4vTDS pour les molécules de type XY5Z. http://www.u-bourgogne.fr/LPUB/c4vTDS.html

  37. PERSPECTIVES CONCERNANT LES MOLECULES QUASI-SPHERIQUES …

  38. Analyse de la diade n5(a2)/n4(a1) qui pose problème avec l’hamiltonien de Watson, Analyse globale des premiers niveaux vibrationnels : état de base, diade et triade, Autres molécules quasi-sphériques : IOF5 (C4v), H2SO4 (C2), … Réf. : - M. Rotger, V. Boudon et M. Loëte, J. Mol. Spectrosc., 216, 297–307, (2002). - M. Rotger, V. Boudon, M. Loëte, L. Margulès, J. Demaison, H. Mäder, G. Winnewisser et H.S.P. Müller, J. Mol. Spectrosc., 222, 172–179, (2003). - Ch. Wenger, M. Rotger et V. Boudon, JQSRT, accepté, (2004).

  39. 2ème partie TRAVAIL EXPERIMENTAL : SPECTROMETRE A DIODE LASER

  40. SCHEMA SYNOPTIQUE HgCdTe HgCdTe Cuve Fabry-Pérot Acquisition Séparatrice KBr Résolution  1 mk Puiss. : qq 10 mW Régions : 750 cm-1, 920 cm-1, 2200 cm-1. Diode laser Monochromateur

  41. QUELQUES VUES DU SPECTROMETRE … Réf. : - W.Raballand, N. Benoit, M. Rotger et V. Boudon, Spectrochimica Acta A, 60, 3403-3412, (2003).

  42. SPECTRES DIODE LASER DE SF5Cl

  43. PERSPECTIVES

  44. Mise en place d’un jet fente supersonique du même type que celui de l’ETH pour : Pour l’analyse de bandes complexes, Invitation de M. Loroño (Vénézuela) • Apport indispensable de la spectroscopie FTIR : Manips faites à l’ETH de Zürich.

  45. PHOTOS DU JET Face avant : fente Largeur: qq 100 m Longueur : qq cm Partie interne : réglages

  46. 3ème partie : Nouvelle thématique MOLECULES PIEGEES DANS DES ZEOLITHES … Objectifs de l’étude Molécule d’éthylène isolée Effet Stark

  47. OBJECTIFS DE L’ETUDE

  48. Zéolithes = solides poreux micro-structurés • Choix d’une molécule test : L’éthylène (C2H4) Double liaison C=C : 1,33 Å Equipe «Adsorption sur Solides Poreux» du LRRS ADSORPTION DANS LES ZEOLITHES • Capture de polluants industriels présents dans les rejets gazeux • Processus d’adsorption réversible • Synthèse de zéolithes adaptées aux substances à piéger

  49. ADSORPTION DANS LES ZEOLITHES ZSM-5 La spectroscopie infrarouge est utilisée comme outil de diagnostic : I. Canaux sinusoïdaux Dimensions : (5,1 5,5 6,6) Å3 I II. Canaux longitudinaux Dimensions : (5,4 5,6 4,5) Å3 III II III. Intersections Dimensions : (5,4 5,4 5,6) Å3 Champs électriques très intenses.

  50. MOLECULE D’ETHYLENE ISOLEE

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