Méthodes et Outils d'analyse de la Densité Électronique pour la Rationalisation des interactions Moléculaires (MoDerM 2026)

Faculté des Sciences et Ingénierie de Sorbonne Université
sur le Campus de Pierre et Marie Curie (Paris 5e)

du lundi  29 juin 2026 14h au vendredi 3 juillet 2026 17h.

 La préinscription est désormais ouverte. La précédente édition était complète, n'attendez pas pour vous pré-inscrire si vous êtes intéressés.

La formation comportera de nombreuses séances pratiques (sur ordinateur), ce qui limite le nombre de participants à 30. L’hébergement ne sera pas pris en charge. Compte tenu de la forte demande à cette période, il est recommandé de réserver un logement à Paris le plus tôt possible.

Les analyses de la densité électronique permettent de rationaliser les calculs quantiques en termes chimiques tels que les liaisons, les paires libres, l'électrophilie... Ces méthodes complètent d'autres approches, telles que celles des orbitales moléculaires et fournissent une image alternative des interactions moléculaires qui sont difficiles à obtenir expérimentalement.

L'école MoDerm vise en premier lieu à initier les  chercheurs non experts aux principales méthodes et outils de l'analyse de la densité électronique. L'école offrira l'occasion de découvrir ces méthodes et outils spécialisés à partir de zéro et comment ils peuvent être utilisés pour mieux comprendre les propriétés et les réactions moléculaires. L'école donnera également aux collègues un peu plus avancés l'opportunité de développer leur expertise dans ces méthodes.

Cette école présentera deux grandes familles d'analyse des interactions dans la molécule. Une connaissance basique préalable de la chimie quantique et son application concrète au travers de l’utilisation de logiciels standards est conseillée. Néanmoins, un document de rappel du travail sous linux et de rappel des notions de bases en chimie quantique (niveau licence de chimie) sera fourni aux participants en amont de cette formation.

1) La famille des analyses de la densité électronique dites "topologiques" :

La théorie des atomes dans les molécules (QTAIM, R. Bader Chemical Reviews, 1991) qui analyse une molécule en terme d'atomes et de chemins de liaisons, en lien direct avec les représentations usuelles des chimistes,

L'analyse topologique de la fonction de localisation électronique (ELF, B Silvi and A Savin Nature 1994) qui décompose le nuage électronique en électrons de cœur, en doublets liants et non liants,

L'analyse des interactions non-covalentes. D'abord, celle du potentiel électrostatique moléculaire (MESP, J.S. Murray and P. Politzer WIREs Comput Mol Sci 2011) qui est une alternative très robuste pour déterminer les meilleurs sites d'interactions entre molécules et celles des descripteurs de liaisons non-covalentes (IGM Lefebvre C.et al PCCP 2017 et NCI, Erin R. Johnson et al. J. Am. Chem. Soc. 2010).

De gauche à droite : isosurfaces de la densité électronique et de la fonction ELF,  cartographie du potentiel électrostatique moléculaire, isosurface NCI des interactions non-covalentes du benzène.

                                                                                                                                                                                                    Transfert de proton intramoleculaire dans la Tropolone visualisé par la topologie de la fonction ELF      

 2) La famille des descripteurs de la réactivité de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité Conceptuelle (cDFT, R. G. Parr and W. Yang 1994) : partant de la densité électronique, on évalue quels sites sont susceptibles de subir des attaques par des électrophiles, nucléophiles et la vitesse de ces attaques (See P. Geerlings, F. De Proft, and W. Langenaeker Chem. Rev. 103, 5, 1793-1874 (2003). C. Morell, A. Grand, and A. Toro-Labbé J. Phys. Chem. A (2005), 109, 1, 205–212. R. Grincourt, G. Hoffmann, F. Guégan, V. Tognetti, L. Joubert, H. Chermette, A. Toro-Labbé, C. Morell;. J. Chem. Phys. 7 (2025),163 (13): 134118).

 De gauche à droite  : isosurface de la fonction de Fukui f+ pour la molécule CO, descripteur dual pour la molécule de phénol (bleu: regions electrophiles et rouge: regions nucléophiles),

                                            Premier mode propre de la réponse linéaire pour la molécule C₂H₄.