Université de Rennes 1 Reactivity of molecular anions at low temperature : implications for the chemistry of the interstellar medium ant Titan's atmosphere Réactivité des anions moléculaires à basse température : implications pour la chimie du milieu interstellaire et de l'atmosphère de Titan AstrochimieAnions moléculairesAtmosphère de Titan AstrochemistryTitan’s atmospheremolecular anionsgas phase kineticssupersonic flowmass spectrometryselected ion source CosmochimieThèses et écrits académiques AnionsThèses et écrits académiques Titan (satellite de Saturne) -- AtmosphèreThèses et écrits académiques Depuis leur découverte dans divers environnements astrophysiques, les anions polyyne CxH¯ (x = 2, 4, 6) et les anions cyanopolyyne CxN¯ (x = 1, 3, 5) ont reçu une attention considérable. Ces anions semblent jouer des rôles importants dans leur environnement. Cependant, les données à basse température sur les voies chimiques menant à leur formation et à leur destruction sont encore rares, en particulier ce qui concerne l'identité du produit et les ratios de ramification. Pour résoudre ce problème, nous nous sommes engagés dans la recherche de la réactivité de ces anions moléculaires en utilisant des instruments dédiés couplant des jets subsonique et supersonique avec des méthodes de spectrométrie de masse. De cette façon, nous avons étudié la réactivité des anions C3N avec le cyanoacétylène (HC3N) ainsi que la réactivité de CN¯, C3N¯, et C5N¯ avec l'acide formique (HCOOH) de 298 K à des températures aussi basses que 36 K. Nous rapportons dans ce travail le taux de vitesse, les produits, et les ratios de ramification de ces réactions. Ce travail aborde également la source prototype d'ions sélectionnée, qui a récemment été mis en place dans notre laboratoire afin d'étendre notre recherche à d'autres anions d'intérêt astrophysique (e.g. les anions CxH¯ et Cx¯). Une description de cet instrument ainsi que des résultats préliminaires sont présentés dans ce travail. Cette thèse, «Reactivity of Molecular Anions at Low Temperature: Implications for the Chemistry of the Interstellar medium and Titan’s atmosphere», a été réalisée au sein de l'Institut de physique de Rennes et de l'Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes. Mots-clés: astrochimie, atmosphère de Titan, anions moléculaires, cinétique en phase gazeuse, jet supersonique, spectrométrie de masse, source d’ions sélectionnée Ever since their discovery in various astrophysical environments, polyyne anions CxH¯ (x = 2, 4, 6) and cyanopolyyne anions CxN¯ (x = 1, 3, 5) have received a considerable attention. These anions appear to be playing important roles in their environments. However, low temperature data on the chemical pathways leading to their formation and destruction is still scarce, especially regarding product identity and branching ratios. To address this issue, we have engaged in the investigation of the reactivity of these molecular anions by employing dedicated instruments coupling subsonic and supersonic flows with mass spectrometry methods. In this fashion, we have investigated the reactivity of C3N¯ anions with cyanoacetylene (HC3N) as well as the reactivity of CN¯, C3N¯, and C5N¯ with formic acid (HCOOH) from 298 K down to temperatures as low as 36 K. We report in this work the rate coefficient, the nature of the products, and the branching ratios of these reactions. This work also addresses the prototype selected ion source in our laboratory, which was recently implemented in order to extend our investigation to other anions of astrophysical interest (e.g. CxH¯ and Cx¯ anions). A description of this instrument as well as some preliminary results are presented in this work. This thesis, «Reactivity of Molecular Anions at Low Temperature: Implications for the Chemistry of the Interstellar medium and Titan’s atmosphere», was carried out at the Institut de Physique de Rennes and the Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes. Keywords: astrochemistry, Titan’s atmosphere, molecular anions, gas phase kinetics, supersonic flow, mass spectrometry, selected ion source Electronic Thesis or DissertationText en application/pdf1 : 34219 Kohttps://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/6ccf923a-01b1-46e6-94f6-420dbafadc46 Jamal Eddine Nour 1992-04-15 LB 227507924 nour_jamaleddine@hotmail.com 2017REN1S132 http://www.theses.fr/2017REN1S132 2017-12-05 Physique : Chimie Universite de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Doctorat non ouiBiennierLudovicintervenant_1125021674 Matière, Molécules et MatériauxecoleDoctorale_1 204761115 Universite Bretagne LoirepartenaireRecherche_1 191639044 Institut de Physique de Rennes partenaireRecherche_2 16177525X ddc:530ddc:540 BiennierLudovicUniversite de Rennes 1Sciences et technologie, medecine, pharmacie, odontologie, droit, economie, gestion, philosophieMatière, Molécules et MatériauxÉcole doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans)Universite Bretagne Loire Communaute des etablissements d enseignement superieur et de recherche (ComuE) Institut de Physique de Rennes ASCII PDF 35040173