Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

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Beneric
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Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Beneric » 22 Juin 2016, 10:33

Bonjour,
Je fais un stage de chimie computationnelle durant une période d'un mois et l'équipe de recherche et moi cherchons à obtenir la constante diélectrique de l'amonia-borane et de quelques autres amine-boranes pour augmenter la précision des simulations. Seulement voilà, les amines-boranes sont loin d'être des solvants usuels et la rare information disponible sont plutôt des moments dipolaires. J'aimerais donc savoir si l'un de vous connaît une grosse base de données de constante diélectrique ou si vous connaissez la méthode (au moins le nom) pour calculer cette constante diélectrique (pas la mesurer par l'experience, je parle bien de calcule).
Cordialement,

Beneric

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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Unkky » 22 Juin 2016, 11:00

Ici il y a une grosse base de données mais elle ne contient pas le borazane
A mon avis tu devrais chercher spécifiquement des publis sur le borazane plutôt que des listes de constantes diélectriques

Les gens de cet abstract ont l'air de bosser sur ses constantes diélectriques (phase solide dans l'abstract), regarde leur travaux, avec un peu de chance tu trouverais peut-être

darrigan
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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar darrigan » 22 Juin 2016, 12:05

Bonjour,

La constante diélectrique $\epsilon$ est reliée à la polarisabilité $\alpha$ par diverses formules.
Si tu disposes d'un logiciel de chimie théorique tel que Gaussian, tu dois pouvoir calculer ceci. Mais attention, tu obtiendras le résultat pour une molécule isolée, et non pas pour le solvant liquide qui est, par nature, une phase condensée. Il peut y avoir une grande variation des propriétés électriques entre la phase gaz et la phase liquide.

Autre chose aussi : $\epsilon$ et $\alpha$ varient en fonction de la fréquence du champ électrique. Il faut que tu précises si c'est la valeur statique (fréquence nulle) qui t'intéresse, ce que l'on appelle $\epsilon_0$, ou la valeur pour une fréquence non nulle, par exemple à une fréquence optique, que l'on note généralement $\epsilon_\infty$.
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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Beneric » 28 Juin 2016, 09:39

Bonjour,
Merci pour vos reponses, malheureusement la constante diéléctrique que j'ai pu trouver dans les articles n'est pas donnée pour la bonne température. Pour se qui est de la calculer, je cherche encore (pour trouver la valeur de la constante dielectrique relative de l'amoniaborane).
Merci encore pour vos réponses,
Beneric

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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar darrigan » 28 Juin 2016, 09:56

Pour passer de la polarisabilité à la constante diélectrique, dans un liquide, on peut utiliser la relation de Clausius-Mossotti :
$$\frac{\epsilon - 1}{\epsilon + 2} = \frac{N_A \rho \alpha}{3M}$$
où $\rho $ est la masse volumique, $N_A$ le nombre d'Avogadro, $M$ la masse molaire.

A quelle fréquence cette constante t'intéresse ? statique ou optique ?
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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Beneric » 28 Juin 2016, 13:49

Bonjour,
Cette constante dielectrique me servira pour rentrer sa valeur pour caractériser mon solvant sur gaussian. Je ne suis qu'en L1et je ne comprend pas de quoi vous me parlez, désolé :? Mais si vous conaissez le titre d'un bouquin ou le nom de la discipline regroupant ces notions je serai ravis de les obtenir.
Cordialement,

Beneric

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Messagepar darrigan » 28 Juin 2016, 15:39

Tu n'obtiendras pas toutes les réponses clé-en-main sur ce forum. Nous pouvons répondre à tes questions, mais tu dois travailler toi-même sur le sujet auparavant, un minimum. Je connais bien Gaussian, et les propriétés électriques. Ce que tu recherches, c'est simuler le solvant par le modèle PCM, lequel n'a besoin que de la constante diélectrique pour décrire le solvant comme un continuum. C'est une approximation grossière, surtout si le soluté que tu veux décrire forme des interactions avec le solvant (liaison hydrogène, interactions orbitalaires…). Mais je ne peux pas faire ce travail à ta place.

Déjà tu peux consulter des livres d'électromagnétisme concernant le lien entre la propriété macroscopique (constante diélectrique) et la propriété microscopique (polarisabilité). Tu peux aussi consulter le site web de Gaussian, pour savoir comment calculer ces propriétés.

Si ton responsable de stage t'a posé un tel sujet, c'est qu'il doit s'y connaître bien, et c'est que tu es capable de le traiter. Lui as-tu posé des questions, pour qu'il te mette sur la voie ?
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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Beneric » 28 Juin 2016, 16:50

Je ne m'attends pas ce que l'on me donne la solution directement, mais malheureusement mes connaissances sont limitées et mon maitre de stage se pose la même question que moi (il est bien sûr plus competent que moi) mais il ne voit pas non plus comment obtenir la constante diélectrique de l'amine-borane en tant que solvant, dans les conditions que nous éditions. Pour le moment nous approximons avec le THF qui, d'après quelque papier, se rapproche de l'amine-borane en tant que solvant, mais nous avons quelques reserves (taille, polarisation....). Je vais déjà voir avec les infos que vous m'avez donné, merci pour vos réponses.

Beneric

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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar darrigan » 11 Juil 2016, 09:16

Bonjour,

Alors, as-tu avancé sur cette question ?

As-tu trouvé que tu pouvais connaître la valeur de la constante diélectrique à fréquence optique, $\epsilon_{\infty}$, à partir de l'indice de réfraction $n_D$ de ta substance ?
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Re: Calcule de la constante diélectrique (relative) d'un solvant

Messagepar Beneric » 18 Juil 2016, 14:11

Bonjour,
A vrai dire non, je n'avais pas trouver cette solution... Nous avons conclu d'après quelque papier que le THF été assez similaire à l'amoniaborane pour nos calculs et n'avons plus cherché à trouvé la constante diélectrique. J'en reparlerais à mon professeur pour voir si la piste vaux la peine d'être explorée.
Cordialement,

Beneric


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