Le groupement méthyle-sonde de l'énergie potentielle

La dynamique de rotation de groupements methyle a basse temperature est utilisee pour sonder la surface d'energie potentielle dans differents cristaux moleculaires. Trois types d'observables caracterisent le potentiel de rotation : l'eclatement tunnel, les excitations de torsion et l'orientation du groupement methyle. La dynamique de rotation est etudiee experimentalement par la diffusion inelastique de neutrons et la spectroscopie raman. Des structures cristallines sont obtenues par diffraction de neutrons sur poudre. Le modele de la particule isolee presente une bonne approximation pour la description du mouvement quantique des groupements methyle. A partir des structures cristallines, les potentiels de rotation sont calcules par differentes methodes de calcul de l'energie potentielle, et les observables sont determinees par la solution numerique de l'equation de schrodinger. Le meilleur accord entre calcul et experience est obtenu par la methode de la fonctionnelle de densite. Des deviations du modele de la particule isolee sont expliquees par le couplage rotation-precession et le couplage entre rotateurs methyle. Des phenomenes de couplage sont etudies en detail dans la 4-methyle pyridine, le durene et un clathrate d'hoffman. Le couplage entre groupements methyle est pris en compte par la solution numerique de l'equation de schrodinger de plusieurs rotateurs methyle couples. Une section a part est consacree au transfert de protons dans l'acide benzoique.