Etude de l'adsorption de l'ozone et du cyanoacétylène sur une surface de glace d'eau: un modèle de chimie du milieu interstellaire

• Main Author: BORGET, Fabien
• Language: FRE
• Published: Université de Provence - Aix-Marseille I 2000
• Subjects: [CHIM:OTHE] Chemical Sciences/Other; Spectrométrie IRTF; désorption programmée en température; DPT; ozone; O3; cyanoacétylène; HC3N; glace amorphe; glace cristalline; isolation en matrice; complexes moléculaires; adsorption; désorption; calcul ab initio; réactivité en surface; cétène
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008849; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/78/87/PDF/tel-00008849.pdf

L'adsorption de l'ozone et du cyanoacétylène sur une surface de glace amorphe d'eau a été caractérisée par spectrométrie IRTF entre 10 et 180K. L'ozone s'adsorbe sur les OH libres de surface de la glace et une énergie d'activation de désorption de 20 kJ/mol a été mesurée par Désorption Programmée en Température (DPT) couplée à l'IRTF. Cette valeur a été confirmée par des calculs quantiques ab initio de type périodique et l'interaction a été caractérisée comme étant de type liaison hydrogène. En préliminaire au calcul périodique, les complexes O3•••H2O ont également été modélisés. Le cyanoacétylène montre deux états d'adsorption sur la surface de glace amorphe, le premier, entre 15 et 45 K, se caractérise par l'existence d'une liaison hydrogène entre les OH libres de surface de la glace et l'atome d'azote du cyanoacétylène, le second entre 45 et 110 K, met aussi en jeu une liaison hydrogène entre un doublet libre d'un atome d'oxygène de surface de la glace et l'atome d'hydrogène du cyanoacétylène. L'énergie d'activation de désorption pour le deuxième état, déterminée par DPT, est égale à 39 kJ/mol. Un caractère donneur et accepteur de proton du cyanoacétylène vis à vis de la glace est observé. Ces effets apparaîssent aussi lors de l'étude des complexes cyanoacétylène•••eau en matrice d'argon. Les stabilités relatives ont été déterminées par calcul ab initio. La nature cinétique et thermodynamique des processus d'adsorption est discutée. Une étude préliminaire de la photochimie de l'ozone co-adsorbé sur de la glace amorphe avec du cyanoacétylène a montré la formation de H2O2, de O2 et d'un troisième produit de réaction qui pourrait être un cétène.