Etude structurale par diffraction X et modélisation moléculaire et détermination des propriétés électrostatiques du composé organométallique C10H18I2CdN2O4

Abstract

Résumé Le travail effectué dans la présente étude est consacré à la détermination structurale sur monocristal d’un composé organométallique à transfert de charges qui appartient à la famille des dérivés de la proline, le bis (L-proline) cadmium iodide (BLPC) de formule chimique C10H18I2CdN2O4. Ce système présente une grande importance grâce à ces propriétés optiques non linéaires. Nous avons effectué une analyse structurale à partir des données de diffraction des rayons X afin d’établir la géométrie expérimentale absolue de la molécule. Le composé cristallise dans le groupe d’espace P212121 avec les paramètres de la maille: a=6.7903(3) Å, b = 14.9522(6) Å, c = 16.4644(6) Å, α=β== 90,00°, V = 1671.63(12) Å3 et Z = 4. En outre, la structure a été affinée à une valeur de R final de 2% avec 3789 réflexions observées. Les valeurs calculées des angles de torsion de la structure affinée montrent que la structure obtenue est dans sa totalité non planaire. Les résultats obtenus montrent que l’empilement au sein de la maille élémentaire est assuré par des liaisons H de type C–H…O et C–H…I. L’optimisation géométrique a été réalisé par la théorie de la fonctionnelle de la densité « DFT » en utilisant les bases de calcul Lanl2dz et 6-31G(d,p). Nous avons fait une étude comparative entre les résultats déterminés par diffraction des rayons X et ceux obtenus en utilisant les calculs ab initio par la méthode DFT où les résultats obtenus expérimentalement sont en bon accord avec ceux du calcul théorique. Enfin, en utilisant la géométrie la plus stable du composé, nous avons pu calculer les différentes propriétés optiques non linéaires. Les résultats montrent que le composé BLPC est un très bon candidat pour des applications en optique non linéaire. Mots-clés : Structure, diffraction des rayons X, modélisation moléculaire, composés organométalliques, proline, optique non linéaire. Abstract The work carried out in the present study is devoted to the structural determination on single crystal of an organometallic charge transfer compound that belongs to the family of proline derivatives, the bis (L-proline) cadmium iodide (BLPC) with the chemical formula C10H18I2CdN2O4. This system is of great importance due to its nonlinear optical properties. We performed structural analysis from X-ray diffraction data to establish the absolute experimental geometry of the molecule. The compound crystallizes in space group P212121 with lattice parameters: a=6.7903(3) Å, b = 14.9522(6) Å, c = 16.4644(6) Å, α=β== 90.00°, V = 1671.63(12) Å3 and Z = 4. Furthermore, the structure was refined to a final R value of 2% with 3789 observed reflections. The calculated values of the torsion angles of the refined structure show that the obtained structure is entirely non-planar. The results obtained show that the stacking within the unit cell is established by C–H…O and C–H…I hydrogen bonds. The geometric optimization was carried out by the density functional theory "DFT" using the Land2dz and 6-31G(d,p) calculation bases. We have made a comparative study between the results determined by X-ray diffraction and those obtained using ab initio calculations using the DFT method where the results obtained experimentally are in good agreement with those of the theoretical calculation. Finally, using the most stable geometry of the compound, we were able to calculate the various nonlinear optical properties. The results show that the BLPC compound is a very good candidate for applications in nonlinear optics. Keywords: Structure, X-ray diffraction, molecular modeling, organometallic compounds, proline, nonlinear optics.