Étude par monte carlo de la solvatation en phase gazeuse des ions halogénures par des molécules protiques (H2O, CH3OH) et aprotiques (CH3CN, (CH3)2CO)

Abstract
Les agrégats ioniques [math] avec X = Cl, Br, I et n = 1,..., 8, ont été étudiés par simulation de Monte-Carlo. En utilisant des potentiels semi-empiriques incluant les effets de polarisation, il a été possible de retrouver, avec une bonne précision, les enthalpies d'agrégation expérimentales disponibles dans la littérature. Les résultats des simulations montrent que la propension des solvants protiques (eau et methanol) à stabiliser plus fortement les agrégats ioniques que ne le font les solvants aprotiques (acétonitri1e et acétone) résulte, chez les premiers, de l'instauration d'un réseau de liaisons hydrogène entre les molécules de solvant, coopérativité qui est absente chez les solvants aprotiques. En outre, le nombre de coordination, la géométrie de la première couche ainsi que l'effet dû à la taille de l'ion sont discutés en détail. The gas phase clustering reactions of chloride, bromide and iodide ion with water, methanol, acetonitrile and acetone molecules (n = 1,..,8) were investigated by Monte Carlo simulation. Using semi-empirical potential functions which include polarization effects, we have obtained good agreement with experimental gas phase ion solvation enthalpies. The fact that protic solvents stabilize more strongly ionic clusters than dipolar aprotic solvents, is due to a network of hydrogen bonds between water (or methanol) molecules, a cooperative effect which is mostly absent in the case of acetone or acetonitrile. Moreover, the coordination number, the geometry of the first shell and the relationship with ionic radius are discussed in detail.