Initiation à la thermodynamique moléculaire pour le génie des procédés

Approximation de Born Oppenheimer : $\psi (r,R)=\mathrm{\Phi }(r,R)\cdot \mathrm{\chi }(R)$

• La mécanique moléculaire s'intéresse aux noyaux atomiques en considérant qu'ils possèdent chacun une distribution fixe d'électrons.

• La mécanique moléculaire utilise alors les lois de la mécanique classique rappelées auparavant.

interactions entre particules : les champs de force

• Interactions → concepts mécaniques = centres atomiques reliés par des liaisons chimiques explicites.

• E_totale = E_{"liantes" intramoléculaires} + E _{"non liantes" intermoléculaires.}

Energie intermoléculaire ou interaction non-liante :

• La forme fonctionnelle, souvent en puissance inverse de la distance indique la portée (grande portée pour 1/r, moyenne pour 1/r³, courte pour 1/r⁶, très faible pour 1/r¹²).

• E_{intermoléculaire} = somme de potentiels d'interaction de paire.

  • Les interactions électrostatiques = interaction coulombienne en 1/r entre deux charges ponctuelles + interactions entre dipôle - charge en 1/r² (dipôle fixe) ou 1/r⁴ (dipôle mobile) + interactions entre dipôle - dipôle fixes en 1/r³ ou entre quadrupôles (comme dans le CO₂).

  • Les interactions faibles de type van der Waals = interactions répulsives et attractives entre deux atomes.

    • ex. potentiel de Lennard Jones '12-6'.

ce sont les interactions de type van der Waals qui sont principalement considérées dans ce module par la suite