Description du potentiel intermoléculaire pour une molécule polaire dans un solvant non polaire. Application à la forme des bandes d'absorption en solution liquide
On étudie la structure spatiale du potentiel moyen auquel est soumise une molécule polaire diatomique en solution dans un solvant non polaire. Pour cela on précise d'abord la forme du potentiel existant dans un couple et on généralise ensuite au cas d'une solution en adoptant, pour représenter sa structure, un modèle réticulaire. On trouve que, lorsque la molécule polaire se déplace dans la cage formée par ses douze plus proches voisins, elle est soumise à un potentiel qui est la somme de trois termes : a) un terme indépendant de l'orientation du moment dipolaire du soluté, analogue au potentiel de cage introduit dans le cas des liquides monoatomiques ; b) un terme proportionnel à l'anisotropie de polarisabilité de la molécule polaire, terme dépendant de l'orientation de cette molécule mais dont l'ordre de grandeur est très faible ; c) un terme dont l'effet est analogue à celui d'un champ électrique radial, centré au centre de la cage, agissant sur le dipôle de la molécule dissoute et qui tend à orienter fortement l'extrémité positive de ce dipôle vers les parois de la cage. La hauteur de la barrière de potentiel correspondant à la présence de ce champ est, pour une forte fraction de l'espace libre alloué à la molécule dissoute, supérieure aux niveaux d'énergie les plus peuplés de celle-ci. On en tire des conclusions qualitatives sur l'aspect du spectre de vibration rotation de la molécule polaire en solution. Les applications numériques ont été faites au cas d'une solution ClH — CCl4