Etude par spectrométrie IRTF de la réactivité de l'acide isocyanique (HNCO) avec des glaces composées d'eau et d'ammoniac: Production spontanée de l'ion OCN- dans le milieu interstellaire
Résumé
The interstellar ices are mainly composed of CO, H2O, NH3, .... Under a luminous flow coming from stars (λ > 120 nm) these ices are subjected to photochemical processing and can evolve to the formation of new and more complex products. Among them, the isocyanic acid (HNCO) is found which we have studied the reactivity with H2O, NH3 and NH3/H2O ices. We have shown that it was been at the origin of the OCN- formation. This ion can be characterised by ISO spectra of protostellar sources, from its band at 4,62 μm (2167 cm-1). A spontaneous production of OCN-, in agreement with the temperature range (10 - 100 K) which ices evolve, is produced when HNCO and NH3 in excess are codeposed at 10 K. A salt analogous at NH4+OCN- is formed at above 160 K. Quantum calculations have shown that solvation of NH3 molecule in direct interaction with HNCO by three other NH3 molecules, plays an important role into the NH4+ and OCN- formation process and confirm the spontaneous character of this reaction. The UV irradiation (λ > 120 nm) of solid HNCO leads to the OCN- formation but also carbonyl compounds as formaldehyde, formamide, and urea. The comparison of the primary photoproducts spectrum with ISO spectrum of NGC7538 IRS9 or W33A ices, could give a tentative attribution for the bands located at 1700 cm-1 and 1470 cm-1.
Les glaces interstellaires sont composées de CO, H2O, NH3, .... Soumis à un flux lumineux émanant des étoiles (λ > 120 nm) ces glaces peuvent évoluer vers la formation de molécules plus complexes. Parmi celles-ci, on trouve l'acide isocyanique (HNCO) dont nous avons étudié la réactivité avec des glaces de H2O, de NH3, de NH3/H2O. Nous avons montré qu'il pouvait être à l'origine de la formation de l'ion OCN-. Cet ion peut être caractérisé sur les spectres ISO de sources protostellaires, par sa bande dite "XCN" à 4,62 μm (2167 cm-1). Une production spontanée de l'ion OCN- cohérente avec le domaine de température (10 - 100 K) dans lequel évoluent ces glaces, se produit entre HNCO et NH3 en excès codéposés à 10 K. Un sel analogue à NH4+OCN- est formé au-delà de 160 K. Des calculs quantiques ont montré que la solvatation d'une molécule de NH3 directement liée à HNCO par trois autres molécules de NH3, joue un rôle important dans le processus de formation de NH4+ et OCN- et confirment le caractère spontané de cette réaction. L'irradiation UV (λ > 120 nm) de HNCO solide a conduit à la formation de OCN- mais aussi de composés carbonylés tels que le formaldéhyde, le formamide, et l'urée. La comparaison du spectre des photoproduits primaires avec le spectre ISO des glaces NGC7538 IRS9 ou W33A, permet de donner une tentative d'attribution pour les bandes situées à 1700 cm-1 et 1470 cm-1.
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