Approche statistico-dynamique des réactions de désorption moléculaire : application aux systèmes H2/ PT(111) ET H2/ CU(111)

Abstract

Les réactions de désorption associative, au cours desquelles une molécule désorbe d’une surface métallique, constituent une étape fondamentale dans le processus de catalyse hétérogène. La compréhension de ce mécanisme élémentaire peut donc apporter de précieuses informations dynamiques et cinétiques sur les réactions entre une molécule et une surface. Au cours de ce travail de thèse, nous avons à la fois utilisé les calculs de dynamique classique et les approches statistiques, basées sur la théorie de l’état de transition, pour étudier la dynamique des réactions de désorption associative. Nous nous sommes principalement intéressés à la description des distributions d’états des molécules lorsqu’elles atteignent la phase gazeuse. Pour des processus à barrière retardée, tels que H2/Pt(111), les transferts d’énergie entre les mouvements de vibration, de rotation et de translation de la molécule sont très faibles dans le voie de sortie et ne perturbent pas sa distribution d’états entre l’état de transition et les produits. La théorie de l’état de transition fournit alors une description directe des distributions d’états en phase gazeuse. A l’opposé, pour des réactions à barrière avancée, telles que H2/Cu(111), de forts transferts d’énergie ont lieu dans la voie de sortie. Il faut alors appliquer la méthode connue sous le nom d’ « Approche Statistico-Dynamique ». Cette méthode, reposant en partie sur la théorie de l’état de transition, prend en compte les transferts d’énergie existant entre les mouvements de rotation et translation dans la vallée des produits et permet de décrire la distribution d’états rotationnels des molécules nouvellement formées. L’application des méthodes statistiques à ces deux types de processus nous a conduit à des distributions d’états en très bon accord à la fois avec les calculs de dynamique classique et avec les résultats expérimentaux.