Lamiae
Sommaire: Etude théorique de la structure électronique, des propriétés optiques et magnétiques des composés du type [MLn] 2 (µ-n2:N2) L: ligand donneur d’électrons; M: Lanthanide
Introduction générale
Bibliographie
Chapitre I Outils bibliographiques
Quelques propriétés des éléments 4f trivalents
1. Introduction
2. Propriétés électroniques
2.1. Configuration électronique
2.2. Degré d’oxydation
2.3. Les nombres de coordination
2.3.1. Complexes de coordinence égale à quatre
2.3.2. Complexes de coordinence égale à cinq
2.3.3. Complexes de coordinence égale à six
2.3.4. Complexes de coordinence égale à sept
2.3.5. Complexes de coordinence égale à huit
2.3.6. Complexes de coordinence égale à neuf
2.3.7. Complexes de coordinence égale à dix
2.3.8. Complexes de coordinence égale à onze et douze
2.4. Rayon ionique
2.5. La relation entre le rayon ionique et le nombre de coordination
3. Propriétés magnétiques des lanthanides (III)
4. Propriétés spectroscopiques des Lanthanides (III)
5. Applications des complexes de lanthanides (III)
5.1. Catalyse asymétrique
5.2. Complexes de Ln(III) dans le diagnostic biomédical
6. Bibliographie
Chapitre II Etude théorique de l’effet du ligand sur la liaison
azote-azote dans les composés {THF [N (SiMe3)2]2Lu}2(-)Et [(C5M4H)2 Lu THF] 2
1. Introduction
2. Traitement des molécules
3. Choix d’une méthode de calcul adaptée aux éléments lourds
4. Détails des calculs
5. Résultats
5.1. Distances et angles
5.2. Analyse orbitalaire
6. L’oxydation des composés
7. Energie de dissociation de la liaison Lu-N dans (1-M) et (2-M)
8. Propriétés optiques des composés (1-M) et (2-M)
9. Magnétisme moléculaire
9.1. Equations et définitions
9.2. Evaluation du couplage magnétique par la technique de brisure de symétrie
10. Conclusion
11. Bibliographie
Publication I
Chapitre IIIEtude des triflates de Lanthanides Ln(OTf)3
1. Introduction
2. Lanthanide triflate
2.1. Structure moléculaire
2.2. Synthèse des complexes
2.3. L’activité des triflates des lanthanides (Propriétés catalytiques)
2.3.1. Réactions de Friedel-Crafts
2.3.2. Formation de liaison C-C
2.3.3. Formation de liaison C-N
2.4. Avantages
2.5 Inconvénients
3. Perchlorate
4. La géométrie des composés
5. Méthodes de calcul
6. Triflate du Lutétium
6.1. Calcul d’optimisation de géométrie
6.2. Vérification géométrique
6.3. Calcul de fréquence
7. Perchlorate de Lanthanide
7.1. Calcul théorique de La(ClO)4
7.2. Résultats et discussion
8. Triflate de Lanthanide
8.1. Le choix de la géométrie de départ
8.2. Les conformères
8.3. La structure moléculaire
8.4. L’analyse des charges
8.5. La distribution de spin
8.6. Analyse des orbitales moléculaires
8.7. Les fréquences de vibration
8.8. Le spectroscopie UV/ Vis
9. Conclusion
10. Bibliographie
Publication II
Chapitre IV Le Réarrangement Intramoléculaire dans les
Triflates des Lanthanides Ln(OTf)3
1. Introduction
2. Définition
3. Réactivité des triflates métalliques
4. Théorie de l’état de transition
5. Description du squelette de Ln(OTf)3
6. Description du polyèdre
7. Etude mécanistique
8. Choix d’une stratégie théorique
9. Le réarrangement intramoléculaire
9.1. Triflate du Lanthane La(OTf)3
9.2. Triflate de Cérium Ce(OTf)3
9.3. le Triflate du Gadolinium Gd(OTf)3
9.4. Triflate de Lutétium Lu(OTf)3
9.5 Triflate de l’Ytterbium Yb(OTf)3
10. Etude thermodynamique
11. Étude cinétique
12. Perspectives et Conclusions
13. Bibliographie
Conclusion générale
Bibliographie
Résumé
Extrait du mémoire étude théorique de la structure électronique, des propriétés optiques et magnétiques des composés du type [MLn] 2 (µ-n2:N2) L: ligand donneur d’électrons; M: Lanthanide
Chapitre I Outils bibliographiques: Quelques propriétés des éléments 4f trivalents
I.1. Introduction
Les Terres Rares sont une famille de 16 éléments naturels : le scandium (Sc), l’yttrium (Y) et les lanthanides, c’est-à-dire les éléments allant du lanthane (La) au lutétium (Lu). Leur structure électronique particulière leur confère des propriétés chimiques très voisines, ce qui les rend difficiles à séparer, et des propriétés physiques à l’origine de nombreuses applications en catalyse, luminescence, optique, magnétisme, électronique…
En dépit de leur nom, les Terres Rares ne sont pas rares. A titre d’exemple, l’abondance naturelle de certaines d’entre elles dans la croûte terrestre est comparable à celle du cuivre.
Les produits à base de Terres Rares permettent le développement de nombreuses applications de haute technologie : les additifs pour composants électroniques, les poudres de polissage du verre, les technologies d’imagerie médicale ou bien encore les nouveaux systèmes d’éclairage et de signalisation…
L’introduction des lanthanides dans des architectures polymétalliques hautement organisées est cruciale pour la mise au point de nouveaux outils moléculaires et supramoléculaires. Les systèmes nanométriques exploitent les propriétés optiques ou magnétiques des lanthanides (III) pour l’élaboration de sondes luminescentes et des convertisseurs de lumière. Néanmoins la chimie supramoléculaire de ces ions est très peu développée dû à la difficulté de contrôler leur environnement de coordination.
Ce chapitre est en premier lieu consacré à la présentation des lanthanides, leurs propriétés électroniques, spectroscopiques et magnétiques qui rendent leur utilisation incontournable dans l’imagerie médicale. Ensuite nous décrirons les différentes propriétés chimiques et géochimiques des lanthanides, ainsi que leurs intérêts dans la physico-chimie. Nous étalerons notre étude aux différents paramètres qui influencent l’efficacité des complexes de lanthanide (III) et l’apport du chimiste dans l’optimisation de ces paramètres.
Pour finir nous présenterons les avantages des complexes de lanthanides dans les différents domaines biologie, médical….
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