Un article de l'équipe PCMT fait la couverture du numéro spécial de International Journal of Quantum Chemistry sur les méthodes d'imbrication quantique

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L’utilisation de méthodes d’imbrication quantiques pour déterminer et analyser des propriétés moléculaires telles que la réponse à un champ magnétique externe, en couverture du journal International Journal of Quantum Chemistry.

Dans cette étude conjointement conduite par Małgorzata Olejniczak (Centre of New Technologies, Pologne), Loïc Halbert, Valérie Vallet et André Severo Pereira Gomes (PCMT, PhLAM) la méthode “Frozen density embedding” (FDE) est utilisée pour mener une étude des effets du solvant sur l’écrantage RMN pour un système contenant un élément lourd (le molybdène dans un ion molybdate, MoO42-).

Cette étude a montré que la méthode FDE, combinée avec des Hamiltoniens relativistes à 2 ou à 4 composantes, permet des calculs des écrantages RMN pour des systèmes solvatés avec une très bonne précision, et cela avec un effort calculatoire très réduit par rapport à des approches quantiques standard (DFT pour un soluté et des molécules de solvant), rendant possible la prise en compte d’un très grand nombre de configurations structurales, nécessaire pour décrire des effets de températures. 

Ces travaux ont permis de comprendre l’importance relative des effets directs (modifications dans la structure électronique à cause des interactions comme liaisons d’hydrogène) et indirects (changement de la structure par rapport à la phase gazeuse) sur l’écrantage RMN. 

De plus, en présentant une analyse détaillée de comment les tenseurs d’écrantage changent dans l’espace au fur et à mesure que des molécules d’eau solvate l’ion molybdate, il a été possible d’établir que, si les opérateurs associés à l’écrantage RMN sont de très courte portée, les perturbations induites par le solvant sont ressenties bien au-delà de l’environnement proche de l’atome de molybdate.

Référence :

Loïc Halbert, Małgorzata Olejniczak, Valérie Vallet, André Severo Pereira Gomes
Investigating solvent effects on the magnetic properties of molybdate ions (MoO42-) with relativistic embedding
Int. J. Quantum Chem. 2019, e26133

DOI: 10.1002/qua.26207

Liens:

http://dx.doi.org/10.1002/qua.26207

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02413336

Cover of the International Journal of Quantum Chemistry Special Issue: Quantum Embedding Electronic Structure Methods