| ||||| Réunion ЯÉCIPROCS : 5 - 9 juin 2023 (Gréoux-les-Bains) |
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Résolution et affinement de structures cristallines : méthodes avancées
La formation « Résolution et affinement de structures cristallines : méthodes avancées » organisée par le réseau ЯÉCIPROCS s’est déroulée du 5 au 9 juin 2023 à Gréoux-les-Bains dans les Alpes-de-Haute-Provence (région PACA), grâce au soutien de la MITI (Mission pour les Initiatives Transverses et Interdisciplinaires), au financement du service formation du CNRS (SFIP) et aux mécénats des entreprises Dectris, Malvern-Panalytical, Bruker, Crystal Impact et Rigaku. Malgré un bel orage à notre arrivée, l’accueil sur le site fut chaleureux et une bonne ambiance a régné tout au long de la semaine.
Cette ANF qui concernait aussi bien la diffraction de rayons X sur monocristaux que sur poudre a réuni une trentaine de participants venus des quatre coins de la France.
Trois intervenants de grande qualité étaient présents pour nous parler de résolution structurale et d’affinement : Angela ALTOMARE (IC, Bari) nous a présenté le logiciel « EXPO » ; Florian KLEEMISS (OlexSys) le logiciel « Olex2 » et son programme « NoSpherA2 » ; et Benoît GUILLOT (CRM2, Nancy) le logiciel « MoPro ». Le planning de la formation était conçu avec une alternance de présentations orales (6h au total) et de sessions pratiques (16h30), soit une large place consacrée à la prise en main des différents logiciels avec le soutien des intervenants.
Angela ALTOMARE a inauguré la formation le mardi matin avec un enthousiasme communicatif. Elle a expliqué les différences entre résolution sur poudres et monocristaux, et les points à surveiller particulièrement avec un diffractogramme sur poudre : superposition des pics, lignes de base, orientation préférentielle, etc. Elle a ensuite détaillé les étapes d’une résolution structurale et les différentes méthodes dans l’espace direct ou réciproque. Elle a insisté enfin sur les points expérimentaux auxquels faire attention (résolution optimale, rayonnement monochromatique) et les limites de la technique selon la nature des atomes, leur nombre et la complexité de la structure. Durant le reste de la semaine, cinq sessions pratiques ont été animées par Angela ALTOMARE pour effectuer étape par étape la résolution de structure avec EXPO à partir de données de diffraction de poudre issues d’exemples fournis ou de nos données : détermination des paramètres de maille et du groupe d’espace, résolution par les méthodes directes, résolution par recuit simulé puis affinement Rietveld.
Pour les monocristaux, Florian KLEEMISS a d’abord donné un aperçu des différentes fonctionnalités d’Olex2, puis nous a présenté le programme NoSpherA2 implémenté, qui se base sur l’atome non-sphérique et les paramètres de déplacements atomiques anharmoniques. Les exercices pratiques ont permis de mettre en évidence une amélioration de l’affinement d’une structure après analyse avec NoSpherA2.
Benoît GUILLOT a introduit de façon très pédagogique la modélisation multipolaire, en abordant le concept de l’atome non-sphérique. En effet, les modèles classiques considèrent l’atome comme étant neutre, sphérique et indépendant. Or ces hypothèses induisent des densités électroniques résiduelles lors de la résolution structurale (puisqu’on ne tient pas compte par exemple de l’effet des liaisons covalentes) et créent des erreurs : comme une surestimation des paramètres de déplacement thermique ou des perturbations dans les longueurs de liaison. Le logiciel MoPro permet de tenir compte de ces densités électroniques résiduelles grâce à la modélisation de la déformation non-sphérique. La séance de travaux pratiques a permis de tester l’affinement de structures enregistrées à haute résolution et de jouer sur les différents paramètres disponibles dans MoPro.
Les sponsors ont eu l’occasion au cours de la formation de présenter leurs nouveautés. Eddy Martin et Damien Cochet (Bruker) ont notamment expliqué le principe d’une source microfocale à l’aide d’une vidéo. Loïc Mazé (Malvern-Panalytical) a donné des exemples de résolution structurale avec leurs diffractomètres les plus récents : Empyrean et Aeris. Quant à Laurent Loos (Rigaku), il nous a présenté un système permettant de réaliser des analyses thermiques combinées à la diffraction des rayons X (XRD-DSC). Nous les remercions chaleureusement pour leur soutien à cette ANF et pour les moments de convivialité.
Nous avons tous grandement apprécié l’implication et la disponibilité de chaque intervenant, très compétent dans son domaine, ainsi que les nombreux échanges pendant la formation et/ou pendant les temps informels. Les participants ont même pu, vers la fin de la semaine, appliquer leurs connaissances nouvellement acquises à l’exploitation de leurs propres données. Cette formation a permis de montrer que l’on pouvait aller plus loin dans l’affinement des structures cristallographiques.
