N° 382-383 février-mars 2014

Les méthodes hybrides : comment modéliser les phénomènes électroniques dans les systèmes complexes de grande taille ?

Pagination : 43-48
Sous-thème : Développements méthodologiques
Mots-clés : Mécanique quantique, mécanique moléculaire, méthodes hybrides, multi-échelle, environnement, polarisation, chimie théorique.
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À gauche : séparation QM:MM entre un soluté (une molécule de chlorométhane impliquée dans une réaction SN2) et son solvant (eau) ; à droite : séparation QM-MM entre un chromophore (en boules et bâtons) et son environnement (la partie bleue délimite la frontière).

Dans le but d’étudier certains phénomènes électroniques (réaction chimique, transition électronique) dans des systèmes moléculaires en interaction avec leur environnement, les chimistes théoriciens ont eu l’idée d’allier la précision de la mécanique quantique à la puissance des méthodes classiques de simulation pour former de nouvelles méthodes hybrides connues sous l’acronyme QM/MM. 

Cet article ne vise pas à décrire le bestiaire de toutes les méthodes existantes mais insiste plutôt sur la physique et la chimie qui sous-tendent ces approches. Les avantages, inconvénients et limitations caractérisant les principales approches QM/MM sont exposés et un exemple concret vient illustrer les potentialités de telles techniques. Le public visé est l’ensemble des chimistes souhaitant s’initier à faible coût à ces approches qui font dorénavant partie intégrante du panel de méthodes théoriques accessibles à tous et dont les applications fleurissent un peu
partout dans la littérature.