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DYNAMIQUE ET DESORDRE DU GROUPEMENT
METHYLE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE DANS TROIS COMPOSES MOLECULAIRES
PAR DIFFRACTION DE NEUTRONS
Cette étude concerne le comportement des groupements méthyle en fonction de la température, leur influence sur les transitions ordre-désordre, leur couplage éventuel dans la 2,6-diméthyl pyrazine(I), la 4-méthyl pyridine N-oxyde (II) et la 4-méthyl pyridine (III). Il est communément admis que les transitions de phases dans les solides moléculaires sont liées à l'orientation des molécules ou des ligands (NH3, NH4, CH3...)[1]. La diffraction de neutrons sur monocristal est l'outil idéal pour localiser les atomes d'hydrogène. Les données obtenues devraient permettre de proposer un modèle thermodynamique de potentiels pour les groupements méthyle.
Dans un premier temps, les structures cristallines ont été résolues par rayons X [2-4].
Les mesures par diffraction de neutrons sur monocristal hydrogéné ont été effectuées ensuite sur le diffractomètre 4 cercles 5C2.
Dans le cas du composé I, les résultats du traitement des données issues de la diffraction de neutrons révèlent une distribution des groupements méthyles localisée (symétrie 3m) entre 260 K et 5 K (Figure 1).
Pour le composé II, la densité nucléaire du groupement méthyle dans le plan des atomes d'hydrogène à température ambiante et à 160 K révèle une distribution carrée (symétrie 2mm) avec quatre faibles maxima aux sommets. La longueur du côté de ce carré est incompatible avec les distances H-H du méthyle (Figure 2).
le composé III présente deux transitions de phase (100 et 254 K) [4-6] et a été mesurée entre 260 et 10 K. Ce monocristal est mâclé [4] et nous donnons sur la figure 3 un aperçu de la carte de la densité des protons du groupement méthyle à 10 K.
Références:
[1] D. G. Lister, J. N. Mac Donald and N. L. Owen.
-Internal Rotation and Inversion, Academic Press, 1978.
[2] E. Kaiser, W. Paulus. A. Cousson (submitted,
Zeitschrift für Kristallographie).
[3] E. Kaiser, W. Paulus. A. Cousson (submitted,
Zeitschrift für Kristallographie).
[4] U. Ohms, H. Guth, W. Treutmann, H. Dannöhl,
A. Schweig, G. Heger, J. Chem. Phys. 83, 273-279 (1985).
[5] Péneau A. , Gourdji M. , Guibé
L. 1983 J. Mol Struct. 111 227.
[6] L. Soulard, F. Fillaux, G. Braathen, N. Le Calvé,
B. Pasquier, Chemical Physics Letters 125, 41-46 (1986).
LLB Mai 1997