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Article

1 - PRÉAMBULE

2 - THÉORIE DE LA RÉACTIVITÉ CHIMIQUE EN DFT

  • 2.1 - Potentiel chimique, dureté et électrophilie
  • 2.2 - Évaluation numérique des propriétés globales
  • 2.3 - Réactivité des sites
  • 2.4 - Indices de réactivité locales

3 - ANALYSE DES RÉACTIONS CHIMIQUES

4 - QUELQUES ILLUSTRATIONS

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : AF6230 v1

Conclusion
Regard unifié sur la réactivité des molécules et les réactions en chimie

Auteur(s) : Alejandro TORO-LABBÉ

Date de publication : 10 janv. 2011

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Sommaire

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RÉSUMÉ

Les descripteurs de réactivité chimique, avant même que la réaction se produise, donnent des informations chimiques pertinentes à propos de la sélectivité des partenaires de réaction et sur la capacité des systèmes moléculaires à réagir avec d'autres espèces chimiques. Sont donnés des éléments théoriques permettant la caractérisation des réactions chimiques. Des informations thermodynamique, cinétique et portant sur le mécanisme des réactions chimiques à partir des profils de réaction, deviennent accessibles. Le flux électronique de réaction permet alors de caractériser, avec beaucoup de détails, l'activité électronique qui a lieu durant les processus chimiques. Toutes ces nouvelles méthodologies d'analyse développées ouvrent vers de nouvelles perspectives de compréhension de la chimie.

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ABSTRACT

Even before the reaction starts, the chemical reactivity descriptors provide pertinent chemical information on the selectivity of reactants and the capability of molecules to react with other chemical species. Theoretic elements are provided which allow for the characterization of chemical reactions. Thermodynamic and kinetic information as well as information on the mechanism of chemical reactions from reaction profiles thus become accessible. The reaction electronic flux then allows for a detailed characterization of the chemical activity which occurs during chemical processes. All these new developed analysis methods have opened up new perspectives for the understanding of chemistry.

Auteur(s)

  • Alejandro TORO-LABBÉ : Professeur à Facultad de Química, Pontificia Universitad Católica de Chile (PUC) - Laboratorio de Química Teórica Computacional (QTC)

INTRODUCTION

Dans cet article, on parcourt les descripteurs de réactivité chimique qui, avant même que la réaction se produise, donnent des informations chimiques pertinentes à propos de la sélectivité des partenaires de réaction et sur la capacité des systèmes moléculaires à réagir avec d'autres espèces chimiques.

D'autre part, on donne des éléments théoriques permettant la caractérisation des réactions chimiques. On montre comment on peut obtenir des informations thermodynamique, cinétique et sur le mécanisme des réactions chimiques à partir des profils de réaction. En particulier, on propose la force de réaction comme base d'analyse des réactions chimiques afin de mieux comprendre les mécanismes de réaction et de caractériser les états de transition qui apparaissent en cinétique chimique. Dans ce contexte, on introduit le flux électronique de réaction que permet de caractériser, avec beaucoup de détails, l'activité électronique qui a lieu durant les processus chimiques. La théorie est illustrée par quelques exemples.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af6230


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5. Conclusion

Nous avons présenté des descripteurs de réactivité chimique et montré qu'ils donnaient une information chimique cruciale à propos de la sélectivité des partenaires de réaction et la capacité des systèmes moléculaires à réagir avec d'autres espèces chimiques. On a montré que la réactivité se jouait à différents niveaux. La réactivité globale décrite par des propriétés globales telles que le potentiel chimique et/ou la dureté et la réactivité locale, liée au concept de sélectivité en chimie, est mieux caractérisée par des propriétés locales comme les fonctions de Fukui ou le descripteur dual de réactivité et sélectivité. Une attention particulière a été portée aux principes de réactivité qui définissent le cadre conceptuel et qui permettent une interprétation chimique de l'utilisation opportune ou non des différents descripteurs de réactivité chimique.

On a discuté à propos du problème de la caractérisation des réactions chimiques, on a montré que l'information thermodynamique, cinétique et du mécanisme des réactions peut être extraite des profils de réaction. En particulier, on a proposé la force de réaction comme base d'analyse des réactions chimiques et le flux électronique de réaction comme descripteur de l'activité électronique qui a lieu dans tous les processus chimiques.

Enfin, nous avons donné un regard rapide sur l'univers de la chimie ; on a caractérisé la réactivité des molécules et les réactions dont elles participent. Nous avons montré que la réactivité des molécules isolées, la thermodynamique, la cinétique et le mécanisme de réaction sont des aspects en chimie qui sont étroitement liés. Dans ce contexte, les nouvelles méthodologies d'analyse développées dans cet article prétendent ouvrir des nouvelles perspectives pour une compréhension plus intégrale de la chimie.

Remerciements. L'auteur remercie le professeur Soledad Gutiérrez-Oliva (QTC@PUC) pour son aide dans la préparation du manuscrit et Mme Mireille Defranceschi pour son aide avec la langue française rendant ainsi cet article lisible. Ses remerciements vont aussi au projet FONDECYT no 1090460 pour le financement de cette recherche.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PROSS (A.) -   Theoretical and physical principles of organic reactivity.  -  John Wiley & Sons, New York (1995).

  • (2) - PARR (R.G.), YANG (W.) -   Density functional theory of atoms and molecules.  -  Oxford University Press, Oxford (1989).

  • (3) - CHERMETTE (H.) -   *  -  J. Comput. Chem., 20, p. 129 (1999).

  • (4) - GEERLINGS (P.), DE PROFT (F.), LANGENAEKER (W.) -   *  -  Chem. Rev., 103, p. 1793 (2003).

  • (5) - PARR (R.G.), DONNELLY (R.A.), LEVY (M.), PALKE (W.E.) -   *  -  J. Chem. Phys., 68, p. 3801 (1978).

  • (6) - ICZKOWSKI (R.), MARGRAVE (J.L.) -   *  -  J. Am. Chem. Soc., 83, p. 3547 (1961).

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