Thèse en Chimie Théorique: Structure de Solvants

il y a 2 semaines

Orsay, France CNRS Temps plein

Cette offre est disponible dans les langues suivantes:
Date Limite Candidature : lundi 14 août 2023

**Informations générales**:
**Intitulé de l'offre **:Thèse en chimie théorique: structure de solvants non conventionnels par spectroscopie de dichroïsme circulaire vibrationnel (H/F)**
Référence : UMR8000-CARCLA-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : lundi 24 juillet 2023
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel
Section(s) CN : Chimie physique, théorique et analytique

**Description du sujet de thèse**:
Le dichroïsme circulaire vibrationnel (VCD) est la très faible différence d'absorption par une molécule chirale entre deux ondes polarisées circulairement droite et gauche, dans l'infrarouge. Outre son utilité pour déterminer les configurations absolues, le VCD est très sensible à la conformation et aux interactions moléculaires, dont il constitue une sonde efficace.
Depuis plusieurs années, les partenaires physico-chimistes théoriciens de ce consortium développent et mettent en œuvre différentes méthodes de dynamique moléculaire (MD), par champs de force polarisables ou basées sur les premiers principes associées à la méthode de perturbation des vitesses nucléaires (NVPT), ainsi que des méthodes d'attribution de modes de vibration. Ces outils permettent de prendre en compte des effets dus à la flexibilité moléculaire (température et anharmonicité) sur les spectres d'absorption IR et de VCD pour des molécules chirales en solution ou en phase cristalline.
Ces travaux de développement méthodologique ouvrent la voie à la détermination du spectre VCD de systèmes chimiquement complexes inaccessibles via des méthodes qui tiennent compte explicitement de la structure électronique. C'est dans ce cadre que nous proposons d'étendre la méthodologie ci-dessus à l'étude de solvants non conventionnels à propriétés remarquables tels que les liquides ioniques (ILs) ou les solvants eutectiques profonds (DESs).
La modélisation quantitative des ILs ou DESs par une approche de dynamique moléculaire basée sur un champ de force nécessite un traitement explicite des effets de polarisation dans le champ de force afin d'obtenir une description suffisamment précise des interactions électrostatiques et du réseau de liaisons hydrogène. En outre, de longues trajectoires MD (couvrant jusqu'à l'échelle de temps de la nanoseconde) seront nécessaires pour obtenir des structures fiables et, par la suite, pour prédire leurs propriétés spectroscopiques vibrationnelles. Une difficulté supplémentaire provient de la non-localité du spectre VCD. En effet il a été montré récemment que les termes non locaux influencent fortement la forme du spectre VCD dans les solides, conduisant éventuellement à une inversion de signe par rapport aux seules contributions locales.
Pour chaque système complexe étudié, IL ou DES, la première étape consistera à déterminer les paramètres du champ de forces en suivant la stratégie établie dans la littérature ou en se basant sur l'expérience acquise dans l'équipe. Cette procédure repose sur la reproduction des énergies d'interaction totales en chimie quantique ainsi que des composantes de ces énergies d'interaction à partir d'analyses de décomposition de l'énergie sur des dimères représentatifs. Le logiciel Forcebalance, interfacé avec Tinker, sera utilisé pour les nouveaux systèmes avec sa procédure de paramétrage systématique. Dans un premier temps, les paramètres des ILs seront testés sur les propriétés structurelles et de transport. Un large échantillonnage des configurations sera nécessaire pour converger le calcul de ses propriétés.
Dans un deuxième temps, nous mettrons en œuvre des simulations MD en utilisant AMOEBA et notre récent développement du calcul des spectres VCD au sein de la plateforme Tinker. La transformée de Fourier des fonctions de corrélation croisée des moments dipolaires électriques et magnétiques sera calculée afin d'obtenir les spectres VCD à température finie. La nécessité de disposer de moments dipolaires électriques et magnétiques précis pour les paires ioniques sera particulièrement examinée en comparant les résultats du champ de force aux données extraites des simulations premiers principes.
Au-delà de l'intérêt méthodologique, cette approche théorique combinée avec une validation expérimentale fournira un outil de caractérisation supplémentaire dans le domaine de la compréhension de la structure et des propriétés de solvatation des ILs et de DESs.

**Contexte de travail**:
La thèse se déroulera au sein de l'Institut de Chimie Physique, UMR CNRS, situé à l'Université Paris-Saclay.
Ce projet se déroulera dans le cadre de la collaboration de l'ANR Dichroso

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