Modélisation et simulation de la structure électronique de petites molécules environnementales : Un exemple : les halogénures et monoxydes de Lanthanides (Ce et Lu)

Abstract

Nos travaux de recherche portent sur l’étude théorique de la structure électronique de molécules diatomiques environnementales telles que le monoxyde de cérium et de lutétium (CeO et LuO), le monofluorure de cérium (CeF) et le monosulfure de zirconium (ZrS). Pour réaliser ces études, nous avons eu recours aux méthodes ab initio de chimie quantique qui englobent les méthodes de Hartree-Fock, la méthode du champ auto-cohérent complet de l'espace actif (CASSCF) et les méthodes d'interaction de configuration multi-référence (MRCI) à simple et double excitation. Le progiciel MOLPRO a été utilisé pour les calculs sans et en incluant le couplage spin-orbite, avec la correction de Davidson et en symétrie C2v. Pour chaque molécule des fonctions de bases atomiques spécifiques ont été déterminées et différents modèles théoriques testés. Les courbes d’énergie potentielle des états électroniques 2S+1L+/- et des composantes O+/- ont été tracées sur un intervalle de distance internucléaire conséquent puis ajustées au potentiel de Morse pour en déduire les constantes spectroscopiques (l’énergie électronique à l’équilibre Te, la distance internucléaire d’équilibre Re, les constantes vibrationnelles harmonique ωe et anharmonique ωeXe et, la constante rotationnelle Be). Les moments dipolaires de transition et permanents ont ensuite été calculés pour les états 2S+1L+/-. Pour identifier les composantes O+/-, la composition en pourcentages des états parents S-L+/- ont été obtenus via le calcul tenant compte du couplage spin-orbite.Nos résultats sans et avec spin-orbite sont comparés à ceux trouvés expérimentalement et montrent un bon accord. Globalement, une erreur relative inférieure à 6% est retrouvée pour toutes les constantes spectroscopiques des molécules étudiées.