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La microstructure dans les alcools simples

Les molécules d'alcools simples sont caractérisées par la terminaison OH attachée à un groupement hydrophobe (groupes méthyls et carbonés), et de ce fait peuvent ê tre considérées comme de petits amphiphiles. Ces liquides sont solubles dans l'eau en toutes proportions, mais les premiers alcools, tels que le methanol CH3OH ou le tertbutanol (CH3)3COH, ne peuvent pas former des micelles en milieu aqueux du fait de l'insuffisance de l'effet hydrophobique à cause de la petite taille de ces molécules. On y observe cependant une microstructure proche de la micro­immiscibilité à l'échelle du nanomè tre. Cette microhétérogénéité peut s'expliquer par le caractè re hautement directionnel de la liaison hydrogè ne qui caractérise ces liquides associés. Cette interaction tend également à micro structurer les alcools simples. Il n'en reste pas moins que l'existence d'une microstructure à l'équilibre dans un liquide macroscopiquement homogè ne et désordonné est un fait troublant. Nous avons étudié par Dynamique Moléculaire des modè les de methanol et le tertbutanol et nous montrons comment cette microstructure se manifeste au travers des quantités structurelles de paire telles que les fonctions de distributions radiales entre sites atomiques, ainsi que les facteurs de structure associés, ainsi qu'une fonction effective à un corps que nous introduisons, et qui permet de caractériser directement l'existence d'agrégats. La microstructure apparait sous la forme d'un pré­pic dans les facteurs de structure entre sites formant des liaisons H et non pas ceux entre groupes méthyl, confirmant ainsi le caractè re à la fois globalement désordonné et localement ordonné de ces liquides. Les différences d'interactions entre ces alcools, caractérisant la topologie de ces molécules, se traduit par une richesse de la microstructure associée: agrégats de type chaînes polymériques (ouvert, fermé ou branché) pour le méthanol, et de type micelles (isolées ou connectées) pour le tertbutanol. Nous montrons comment cette topologie est consistante avec les diverses manifestations des fonctions de distributions et facteurs de structure. Nous abordons également un fait intriguant, à savoir l'absence totale de signes de microstructure, calculé au travers de ces fonctions de corrélations pour l'eau, qui est pourtant un liquide plus fortement associé que les alcools.

La microstructure; les alcools simples; Dynamique Moléculaire

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