Propriétés électroniques, vibrationnelles et rotationnelles, résolues en isomères

L’orientation de nos travaux autour des propriétés à l’échelle moléculaire microscopique, sur des systèmes isolés n’empêche pas d’appréhender les effets d’environnement de façon plus globale. En phase gazeuse, nous étudions l’hydratation par un nombre limité et contrôlé de molécules d’eau (Camiruaga et al. 202324; Dezalay 202225; Molina et al. 202326) pour étudier leur influence sur la structure ou les processus dynamiques (photodissociation par exemple). Nous avons mis en place, dans un cadre collaboratif, le HyDRA blind challenge pour la micro-hydratation de molécules organiques, où des théoriciens ont prédit les fréquences de vibration de l’eau dans un hydrate, pour des systèmes ensuite étudiés expérimentalement (Fischer et al. 202327). Dans les solides cryogéniques, des complexes de petite taille peuvent être étudiés comme en phase gazeuse et les effets d’environnement peuvent aussi être étudiés de façon plus macroscopique (température du solide, nature chimique et propriétés physiques de l’environnement). Par exemple, avec son caractère « quantique », le para hydrogène (pH2) solide induit de très faibles perturbations sur les molécules piégées en son sein. Nous avons testé cette propriété sur l’étude de mouvements moléculaires de grande amplitude très sensibles à l’environnement (Gutiérrez-Quintanilla et al. 201828). Enfin, le dichroïsme circulaire vibrationnel (VCD) procure une sonde très sensible de la solvatation autour de molécules chirales., en comparant des approches où les premières molécules de solvant sont considérées comme un agrégat à des approches plus globales de dynamique moléculaire quantique ou classique (article de perspective (Le Barbu-Debus et al. 2020)29). Enfin, l’étude de solides moléculaires chiraux comme des dipeptides, des alcools, des diols montre qu’une approche de type agrégat est valide à condition de prendre en compte des effets non locaux à plus grande distance (Jähnigen et al. 2023)30.