Présentation
RÉSUMÉ
Il existe de nombreuses techniques de construction de modèles moléculaires. L’art de l’ingénieur confronté à la modélisation moléculaire est de construire le modèle le plus adapté aux questions posées et aux ressources méthodologiques et informatiques disponibles. Le choix du modèle est donc une étape cruciale. Ce choix intégrera autant que possible le maximum d’informations analytiques disponibles. Ces informations, de type structural et spectroscopique par exemple, seront en retour autant de critères de contrôle des réponses apportées par les méthodes théoriques appliquées au modèle choisi.
AUTEUR(S)
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Hervé TOULHOAT : Ingénieur ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris) - Docteur ingénieur de l’ENSMP (École nationale supérieure des mines de Paris) - Habilité à diriger des recherches (université Pierre-et-Marie-Curie, Paris VI) - Professeur de l’Institut français du pétrole - Adjoint au directeur scientifique
INTRODUCTION
Sommaire
1. Construction et mise à l’équilibre de modèles moléculaires
1.1 Molécule isolée
1.2 Boîtes de molécules avec conditions aux limites périodiques
1.3 Modèles de solides cristallins
1.4 Modèles de défauts, surfaces et interfaces : « supercellules » et « tranches »
2. Exemples d’applications physico-chimiques
2.1 Calculs thermochimiques : polymorphisme des hydroxydes d’aluminium
2.2 Équilibres en phases fluides
2.3 Adsorption
2.3.1 Physisorption d’hydrocarbures dans les zéolithes : choix optimal d’un tamis moléculaire
2.3.2 Énergies de surface et d’interface en fonction des potentiels chimiques des adsorbats : impact sur la morphologie et la croissance cristalline
2.4 Catalyse homogène : effets de ligands sur l’activité et la sélectivité
2.5 Catalyse hétérogène : structure et propriétés électroniques de nanoparticules actives supportées
2.6 Descripteurs de l’énergie de liaison adsorbat-substrat et principe de Sabatier en catalyse hétérogène
2.7 Descripteurs moléculaires et prédiction de propriétés
2.7.1 Coefficients de diffusion en phase liquide
2.7.2 Nombre de cétane des hydrocarbures
Pour en savoir plus
Ce dossier traite en premier lieu des techniques de construction de modèles moléculaires numériques. Il propose ensuite un échantillon quelque peu éclectique, reflétant avant tout le parcours de l’auteur, de résultats de travaux illustrant la mise en œuvre de telle ou telle technique, ou d’une combinaison de techniques, à diverses fins applicatives dans un contexte de recherche et développement.
L’ensemble [J 1 011], [J 1 012] et [J 1 013] « Bases théoriques » dresse un inventaire le plus complet possible des grandes techniques de simulation, relevant soit de la physique statistique numérique, soit de la chimie quantique, qui constituent aujourd’hui le champ large de la modélisation moléculaire : les présentations sont détaillées ou plus succinctes selon l’accent d’importance pratique attribué par l’auteur. Des renvois à des ouvrages spécialisés sont effectués si nécessaire.
Un dernier dossier [J 1 015] propose un catalogue commenté non exhaustif de l’offre commerciale et académique actuelle d’outils logiciels de modélisation moléculaire.
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Modélisation moléculaire - Mise en œuvre
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"Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique"
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