Siklobütan Bazlı Kristallerin Elektronik ve Moleküler Özelliklerinin Deneysel ve Teorik Yöntemlerle İncelenmesi

Abstract

Bu tez [C21H21N3S] (I), [C21H21NO4] (II), [C20H21N3S] (III) organik moleküllerin X-ışını kristal yapı analizlerini ve hesaplamalı yöntemlerle elde edilen bazı özelliklerini içermektedir. İncelenen kristaller Fırat Üniversitesi Kimya Bölümünde sentezlenmiş ve kırınım verileri Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fizik Bölümü Kristalografi Laboratuvarındaki STOE IPDS−II difraktometresinde toplanmıştır. IR spektrumları, Fırat Üniversitesi Kimya Bölümünde bulunan Mattson 1000 FT−IR spektrometresi ile, NMR spektrumları Fırat Üniversitesi Kimya Bölümünde bulunan Varian AS 400 MHz spektrometresi ile alınmıştır. Siklobütan bazlı grupları içeren kristal yapılarının çözümlenmesinde SHELXS-97 (Scheldrick, 1997) arıtılmasında ise SHELXL-97 (Scheldrick, 1997) programları kullanılmıstır. Çözümde direkt yöntemler, arıtımda ise en küçük kareler yöntemleri ile sonuca ulaşılmıştır. Kristallerin geometrik yapıları (bağ uzunlukları, bağ açıları, torsiyon açıları), molekül içi ve moleküller arası etkileşimleri hakkında bilgiler edinilmiştir. Deneysel çalışma sonuçlarını desteklemek amacıyla Gaussian 03W ve GaussView 4.1.2 paket programları kullanılarak Hartree−Fock (HF) ve Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (Density Functional Theory, DFT) yöntemleri ile moleküllerin moleküler geometrileri, IR ve 13C-NMR spektrumları teorik olarak belirlenmiştir. Moleküllerin enerjileri, yük dağılımları, dipol momentleri, Mulliken yük analizleri, moleküler elektrostatik potansiyelleri ve sınır moleküler orbitalleri (HOMO ve LUMO) hesaplama yoluyla ayrıca elde edilmiştir. Teorik hesaplamalar için baz seti olarak 6-31G(d) seçilmiştir. Böylece X-ışınları kırınımı yöntemi ile elde edilen sonuçlara yeni bilgiler eklenmiş ve teorik çalışma ile deneysel sonuçlar desteklenmiştir.

This thesis contains X-ray crystal structure analysis and some properties, obtained from computational methods, of the [C21H21N3S] (I), [C21H21NO4] (II), [C20H21N3S] (III), organic molecules. All crystals investigated in this study were synthesized in the Chemistry Department at Fırat University, and the crystal data were collected on a STOE IPDS−II diffractometer in the Crystallography Laboratory of Physics Department at Ondokuz Mayıs University. IR and NMR spectra were carried out using a Mattson 1000 FT−IR spectrometer and a Varian AS 400 MHz spectrometer in the Chemistry Department at Fırat University. The studied cyclobutane basic of groups have been solved by using direct methods with the program SHELXS-97 (Scheldrick, 1997) and refined by using least squares refinement with the program SHELXL-97 (Scheldrick, 1997). Geometrical parameters (bond lengths, bond angles, torsion angles), intramolecular and intermolecular interactions of the structures were calculated and interpreted. With the aim of supporting the experimental results, the molecular geometries, IR and 13C-NMR spectra of the complexes have been determined theoretically by Hartree−Fock (HF) and Density Functional Theory (DFT) methods using Gaussian 03W and GaussView 4.1.2 softwares. The molecular energies, dipole moments, molecular electrostatic potentials and frontier molecular orbitals (HOMO and LUMO) have also been obtained computationally. The 6-31G (d) was chosen as basis set for the theoretical calculations. Thus the results obtained from X-ray diffraction experiment were supported and additive information about molecules were achieved.