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N° d'ordre : 24/2007-E/CH
République Algérienne Démocratique et
Populaire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la
Recherche Scientifique
Université des
Sciences et de la Technologie
Houari Boumediene
Faculté de
Chimie.
THESE
Présentée pour l'obtention du diplôme
de
DOCTORAT d'ETAT
En : CHIMIE
Spécialité: Physico-chimie quantique
Par : Mlle TURKI Naïma
sujet
ETUDE DES INTERACTIONS INTERMOLECULAIRES
DANS LES AGREGATS
IONIQUES ET NEUTRES
PAR DIFFERENTES METHODES THEORIQUES
Soutenue le 30 décembre 2007 devant la
Commission d'Examen :
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Mr A. AIT KACI
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Professeur
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U.S.T.H.B
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Président
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Mlle O. OUAMERALI
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Professeur
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U.S.T.H.B
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Directeur de thèse
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Mr R. MOSZYNSKI
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Professeur
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U. Varsovie
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Examinateur
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Mme S. DJENNANE
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Maître de Conférence
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U.S.T.H.B
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Examinateur
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Mr A. RAHMOUNI
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Professeur
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U. Saïda
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Examinateur
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Dédicace :
_ A mes parents
- A mes frères et soeurs
- A tous ceux que j'aime
Avant Propos :
- Cette thèse de Doctorat d'Etat a été
préparée au laboratoire de Physico-Chimie Théorique et
Chimie Informatique de la faculté de Chimie de l'Université des
sciences et de la Technologie Houari Boumedienne (U.S.T.H.B), sous la direction
avisée de Mademoiselle Ourida Ouamerali, Professeur à l'U.S.T.H.B
Directrice du Laboratoire, Responsable de l'équipe deux.
Je lui suis reconnaissante d'avoir suivi et orienter mes
travaux de façon efficace et pour ses conseils sans faille. Elle m'a
toujours aidé à trouver des solutions aux multiples obstacles
auxquels je me suis heurtée et ce dans tous les domaines. Qu'elle trouve
ici l'expression de ma profonde et respectueuse gratitude.
- Une partie de ce travail a été
réalisée au laboratoire de Chimie Théorique à
l'Institut de Chimie de Strasbourg, sous la direction de Madame Elise
Kochanski, Directeur de recherches au C.N.R.S.
Pour sa collaboration, son soutien constant et l'aide
précieuse qu'elle m'a apportée continuellement. Je lui exprime ma
profonde reconnaissance.
- Nous remercions très vivement Monsieur Ahmed Aït
Kaci, Professeur à l'U.S.T.H.B, Directeur du Laboratoire de
Thermodynamique et de Modélisation Moléculaire, qui nous a fait
l'honneur d'accepter la présidence de notre Jury de thèse.
- Nous exprimons notre très vive reconnaissance
à Monsieur le Professeur Robert Moszynski, Directeur du Laboratoire de
Chimie Quantique de la Faculté de chimie de l'université de
Varsovie, pour l'honneur qu'il nous a fait en acceptant de venir à
Alger, participer à notre jury et juger notre travail.
Le Professeur R. Moszynski, m'a aidé à
réactualiser et à finaliser le travail de cette thèse en
m'invitant dans son laboratoire, et ce dans les meilleures conditions. Je le
remercie infiniment.
- Madame Sema Djennane, Maître de Conférence
à l'U.S.T.H.B, m'honore de sa présence en étant membre du
jury. Je la remercie très respectueusement.
- J'adresse mes chaleureux remerciements à Monsieur Ali
Rahmouni Professeur à l'université de Saïda, pour l'honneur
qu'il me fait en acceptant de participer au jury de cette thèse et
d'examiner notre travail.
- Je tiens à remercier mes collègues du
laboratoire, de l'équipe deux, Monsieur Maamar REKHIS, Yahia MOUSSAOUI,
Djaffar KHEFFACHE, Amar SAAL, Sofiane MOUSSI et Mahfoud BENALI, pour leurs
précieuses aides.
- Je tiens aussi à remercier tous les membres, des
laboratoires de Strasbourg 1 et de Varsovie pour leurs accueils chaleureux.
- Je voudrais également remercier tout le personnel de la
Faculté de Chimie.
- A mes parents qui n'ont jamais cessé de me soutenir par
leurs encouragements continuels, qu'ils trouvent ici plus que de simples
remerciements.
- Je ne saurais jamais assez remercier mes frères et
soeurs pour leur aide et leur compréhension.
SOMMAIRE
Introduction Générale
8
Chapitre I: Méthodes
Théoriques utilisées pour le
calcul de l'énergie d'interaction
13
I.A/ Le Modèle de la supermolécule au niveau
SCF : Calculs ab intio 13
I.B/ La Méthode Hartree Fock 14
I.B. 1/ Déterminant de Slater 15
I.B.2/ Energie de Hartree-Fock associée à un
déterminant de Slater 16
I.B.3/ L'approximation LCAO 17
I.B.4/ Le Procédé SCF 18
I.B.5/ La limite Hartree-Fock 19
I.C/ Les méthodes Post Hartree-Fock 19
I.C. 1/ L'énergie de corrélation 19
I.C.2/ La Théorie de la perturbation Möller-Plesset
jusqu'à l'ordre n (MPn) 20 I.C.3/ La Méthode coupled-cluster avec
excitations simple, double et triple 21 excitation approchée, CCSD
(T)
I.C.4/ La Méthode multiconfigurationnelle SCF (MCSCF)
23
I.D/ Théorie de la perturbation de la
symétrie adaptée (SAPT) 24
I.E/ Méthode de la fonctionnelle de la
densité (DFT) 28
I.E.1/ Le Formalisme de Hohenberg-Kohn 28
I.E.2/ Le Formalisme de Kohn-Sham 30
I.E.3/ Forme analytique de EXC 32
I.E.4/ Fonctionnelles de la densité 32
I .E.4.a/ Fonctionnelles traditionnelles 34
I.E.4.b/ Fonctionnelles hybrides 34
I.F/ Méthode théorique du calcul de la
polarisabilité du radical OH 35
I.F.1/Polarisabilités multipolaires 35
I.F. 1 .a/Coefficients d'interaction à longue
portée 36
I.F.1.b/Polarisabilités statiques 39
I .F.1 .c/Application à OH, considérations
symétriques 41
I.G/ Erreur de superposition de bases (BSSE)
42
I.H/ Base utilisée 43
Chapitre II: Structures
moléculaires OH- (H2O)n
étudiées 44
II.A/ Géométries des Configurations de
OH- (H2O)n 44
II.A.1/ Structures de OH-(H2O)2 correspondant à
la série R 44
II.A.2/ Structure de OH-(H2O)2 correspondant à
la configuration X2 45
II.A.3/ Structures de OH-(H2O)2 correspondant
respectivement aux séries 45 T et F
Chapitre III: Interprétation
des résultats obtenus
pour les systèmes
OH-(H2O)n 50
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