2-piridinkarboksilik asit içeren bazı geçiş metal komplekslerinin sentezi, yapılarının analizi ve doğrusal olmayan optik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, structural analysis and investigation of nonlinear optical properties of some transition metal complexes containing 2-pyridinecarboxylic acid
Yazar: ÖMER TAMER
Danışman: DOÇ. DR. DAVUT AVCI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan optik = Nonlinear optics ; Kızılötesi spektroskopi = Infrared spectroscopy ; Morüstü-görünür spektroskopisi =   ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy ; X ışını kırınımı yöntemi = X ray diffraction method

Özet:
Bu tez çalışmasında, pikolinik asit içeren yedi adet geçiş metal kompleksi {[Co(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Zn(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Ni(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Mn(pic)2(H2O)2], [Cu(pic)2]•2H2O, [Cu(pic)2(phen)]•H2O ve [Mn(pic)2(phen)]•H2O} sentezlenerek, X-ışını kırınımı ve yoğunluk fonksiyonel teori (DFT) yöntemleri ile yapı tayini yapılmıştır. Sentezlenen pikolinat kompleslerinin hepsi bozulmuş oktahedral geometrili koordinasyon küresine sahiptirler.

FT-IR ve Raman spektrumları kaydedilerek sentezlenen pikolinat komplekslerinin titreşim özellikleri incelenmiştir. Etanol çözücüsü içerisinde pikolinat komplekslerinin UV-Vis spektrumları kaydedilmiş ve elektronik soğurma bandları belirlenmiştir. Deneysel verileri desteklemek için DFT//B3LYP metodu ile birlikte C, N, O ve H atomları için 6-311++G(d,p) temel seti ve metal iyonları için LanL2DZ temel seti kullanılarak IR, Raman ve UV-Vis spektrumları hesaplanmıştır. Elde edilen kuramsal sonuçlar deneysel veriler ile karşılatırıldığında aralarında iyi bir uyum olduğu görülmüştür. Kuramsal hesaplamalar kısmında Gaussian 09 Revision D.01 paket programı kullanılmıştır. SWizard programı yardımıyla, elektronik geçişlere moleküler orbitalerden gelen önemli katkılar hesaplanmıştır. Kompleksler için HOMO, LUMO ve elektronik geçişlerde aktif olan diğer moleküler orbitaller hesaplanmıştır. Hesaplanan HOMO ve LUMO enerjileri kullanılarak elektronegativite, kimyasal potansiyel, kimyasal sertlik ve yumuşaklık gibi kuantum mekaniksel parametreler elde edilmiştir. Ayrıca, sentezlenen komplekslerin spin yoğunluğu dağılımları da incelenmiştir. 

DFT//B3LYP metodu ve 6-311++G(d,p)-LanL2DZ temel setleri kullanılarak, Doğal Bağ Orbital (NBO) analizi yapılmıştır. Pikolinat kompleksleri için Mulliken, NBO ve APT yükleri hesaplanarak birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, pikolinat kompleksleri için doğrusal olmayan optik özelliklerin birer göstergesi olan dipol moment (µ), ortalama kutuplanabilirlik (<α>), yönelime bağlı kutuplanabilirlik (∆α) ve birinci mertebeden statik yüksek kutuplanabilirlik (<β>) parametreleri hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, seven transition metal complexes which contain picolinic acid {[Co(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Zn(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Ni(pic)2(H2O)2]•2H2O, [Mn(pic)2(H2O)2], [Cu(pic)2]•2H2O, [Cu(pic)2(phen)]•H2O and [Mn(pic)2(phen)]•H2O} were synthesized and their structural characterizations were carried out by X-Ray diffraction and density functional theory (DFT) methods. The synthesized picolinate complexes have distorted octahedral geometry coordination sphere.

The vibrational properties of synthesized picolinate complexes were investigated by recording FT-IR and Raman spectra. UV-Vis spectra for picolinate complexes were recorded in ethanol solvent, and the electronic absorption bands were determined. In order to support experimental data, IR, Raman and UV-Vis spectra were calculated by using DFT//B3LYP metod and 6-311++G(d,p) basis set for C, H, N and O atoms and LanL2DZ basis set for metal ions. When the obtained theoretical results were compared with experimental ones, it is seen that there is a good agreement between them. Gaussian 09 Revision D.01 package program was used in theoretical calculation part. The important contributions to electronic transitions from molecular orbitals were designated by using SWizard program. The HOMO, LUMO and other molecular orbitals, which are active in electronic transitions, have been calculated. The quantum mechanical parameters such as, electronegativity, chemical potential, chemical hardness and softness were obtained by using calculated HOMO and LUMO energies. Additionally, the spin density distributions of the synthesized complexes were also examined.

Natural bonding orbital (NBO) analysis was performed by using DFT//B3LYP method and 6-311++G(d,p)-LanL2DZ basis set. Mulliken, NBO and APT charges for picolinate complexes were computed and compared with each other. Finally, dipole moment (μ), the average polarizability (<α>), anisotropy of polarizability (Δα) and the first order static hyperpolarizability (<β>) parameters which are the indicators of the nonlinear optical (NLO) properties have been calculated.