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FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Compte rendu TP EMNO Introduction L’objectif de ce

FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Compte rendu TP EMNO Introduction L’objectif de ce TP est de se familiariser avec le logiciel chem3D qui permet de modéliser des molécules et les visualiser en 3D , ainsi de calculer certaines paramètres et priorités physiques telles que la longueur de la molécule , la valeur du dipôle et les niveaux d’énergies LUMO-HUMO . Présentation du logiciel Fonctions d’édition 2D et 3D, simultanément ! Dessin de structures au travers d’une fenêtre ChemDraw intégrée à l’application Chem3D. Cette fonction très utile rajoute une vue en 2D qui est synchronisée de façon permanente avec celle en 3D. Affiche automatiquement les liaisons d’hydrogène dans une vue 3D ! Génère et affiche des surfaces partielles pour les sites actifs des protéines. Un des meilleurs outils existants dans ce domaine. Affiche les mesures de distance et d’angle graphiquement dans la vue 3D liée à la table de mesures Chem3D. Indique la plage moyenne et la déviation standard des mesures après l’exécution d’une dynamique des molécules. Incorpore les modèles Chem3D dans des fichiers PowerPoint. Vous permet de faire pivoter et d’agrandir l’affichage avec zoom des modèles Chem3D lors de vos présentations. Calcul des propriétés électroniques basé sur MOPAC, GAMESS, Gaussian, et Jaguar. L’interface MOPAC MOPAC est un semi-empirique à usage général pour l'étude des propriétés chimiques et réactions en gaz, en solution ou à l'état solide. Cette application de calcul moléculaire dispose d'un certain nombre de méthodes semi-empiriques largement utilisés et vous permet de calculer les propriétés et effectuer des minimisations d'énergie, d'optimiser la transition états, et calculer les propriétés. Il soutient MOPAC scintille, dispose d'une interface utilisateur améliorée, et fournit des calculs plus rapides. FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Application n°1 Dans cette application nous allons calculer la longueur de molécules d’alkylthiols, avec n=6, 8, 10, 12, 14, 16,18 et tracer l’évolution de la longueur de la molécule en fonction de n. Pour un premier temps nous allons dessiner les 7 molécules d’alkythiols de différentes longueurs, puis optimiser sa géométrie à l’aide de l’interface MOPAC. Figure n°1 Mesure de longueur de la molécule à N=6 Figure n°2 Mesure de la longueur de la molécule à N=8 FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Nous allons tracer la courbe longueur de la molécule en Angstrom en fonction du nombre d’atome de carbone (n). Nombre de molécule Longueur de la molécule 6 10,87 8 12,26 10 15,05 12 17,2 14 19,78 16 21,93 18 24,58 Tableau de valeur n°1 Nombre de molécule et Longueur de la molécule Courbe n°1 Evolution de la longueur de la molécule en fonction du nombre des atomes de carbone On obtient une courbe linaire d’équation I(n)=a*n. Application n°2 En électronique moléculaire les bandes de conduction et de valences sont appelées HOMO et LUMO. 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 Longeur de la molecule (Aangstrom) Nombre des atomes de carbone (n) longueur de la molecule Linéaire (longueur de la molecule) FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Nous allons déterminer la valeur du gap HOMO et LUMO en eV des molécules.  Pour n=2 HOMO= 11.060 eV LUMO= 0.127 eV  Pour n=3 HOMO= 10.714 eV LUMO= 0.799 eV  Pour n=4 HOMO= 9.940 eV LUMO= 1.467 eV Le Gap est la différence entre la bande de valence et la bande de conduction et en électronique moléculaire c’est la différence entre HOMO et LUMO.  Pour n=2 HOMO-LUMO = 10.933 eV  Pour n=3 HOMO-LUMO= 9.915 eV  Pour n=4 HOMO-LUMO= 8.473 eV Représentation graphique du gap HOMO-LUMO= f(1/n) 1/n HOMO-LUMO (eV) 1/2 10.933 1/3 9.915 1/4 8.473 Tableau de valeur n°2 (1/n) et le Gap FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Courbe n°2 évolution du Gap en fonction de 1/n On obtient une droite linaire d’équation HOMO-LUMO= (1/n)*X En comparant les résultats théoriques de la courbe pratique on peut remarquer qu’on a obtenu la même allure (une droite linaire). Application n°3 Explication de la technique de monocouches auto assemblées (ou SAM) Couche d'une seule épaisseur de molécules sur un substrat. Un substrat est plongé dans une solution de molécules comportant un groupement réactif vis-à-vis du substrat. Les molécules s'adsorbent chimiquement sur la surface du substrat. On peut obtenir ainsi une couche mono moléculaire ordonnée (cas typique : molécules d'alcane-thiol sur substrat d'or, le soufre ayant une grande affinité pour l'or). Les SAM sont des agrégats bidimensionnels formés de molécules arrangées régulièrement, liées par des forces non-covalentes. De telles couches peuvent être obtenues par la technique de Langmuir-Blodgett. Les couches mono moléculaires auto-assemblées sont une solution alternative aux techniques traditionnelles comme le dépôt chimique en phase vapeur ou l'épitaxie à jets moléculaire pour fabriquer des films minces. Le logiciel Chem3D nous permet de calculer le dipôle de la molécule avec l’interface MOPAC. 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 HOMO-LUMO Gap (eV) 1/n HOMO-LUMO HOMO-LUMO FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Figure n°3 Mesure du dipôle de TAATS Figure n°3 Mesure du dipôle de PETS FOUDHAILI SARRA TANANI ALAA Conclusion Le logiciel Chem3D nous permet d’étudier les molécules, ces caractéristiques et ces propriétés chimiques et électriques et c’est parce l’électronique moléculaire est en évolution (transistors organiques, diodes électro luminescentes OLEDs …) uploads/Finance/ tp-emno.pdf