Analyse de la densité électronique précise d’un composé organique à propriétés optiques non linéaires

Abstract

Le travail présenté dans ce manuscrit est consacré à l'étude de la distribution de la densité électronique par diffraction des rayons X haute résolution de la molécule 4- {4 - [(E) - (2-hydroxyphényl) iminométhyl] phénoxy} benzène- 1,2-dicarbonitrile de formule chimique C21H13N3O2. Ce composé appartient à la famille des matériaux organiques à propriétés optiques non linéaires. Cette étude expérimentale est suivie par une étude théorique par les méthodes Hartree-Fock (HF) et la théorie fonctionnelle de la densité (DFT / B3LYP) en utilisant la base de calcul 6-31G (d,p) dans le but de déterminer la géométrie la plus stable de la molécule C21H13N3O2. L'analyse de la densité de charge nécessite un affinement multipolaire des donnés de diffraction X obtenue à une basse température. Cet affinement a été réalisé à l'aide du modèle de Hansen-Coppens implémenté dans le logiciel Mopro-15. La distribution de la densité de charge est décrite en détails pour mettre en évidence le transfert de charge au sein de la molécule. La connaissance de la densité de charge précise ainsi que les paramètres d’agitation thermique de notre molécule nous a permis de remonter aux grandeurs physiques électrostatiques du composé, telles que les charges nettes atomiques, le potentiel électrostatique au voisinage de la molécule ainsi que le moment dipolaire. La bonne qualité des cartes de densité obtenues témoigne de la qualité des données de diffraction X ainsi que la validité du modèle utilisé (modèle multipolaire de Hansen-Coppens) qui est actuellement le plus utilisé. Le moment dipolaire électrique μ, la polarisabilité α et l'hyperpolarisabilité β ont été calculés en utilisant les méthodes DFT et HF. Les calculs des frontières des orbitales moléculaires montrent clairement la relation inverse de l'écart HOMO-LUMO avec l'hyperpolarisabilité statique totale. Il convient de noter que l'accord entre les résultats expérimentaux et théoriques était satisfaisant