5-iyot salisilik asit molekülünün spektroskopik yöntemlerle teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Theoretical and experimental studies of 5-iodo-salicylic acid molecule using spectroscopic method
Yazar: ÇAĞLAR KARACA
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ATAÇ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada 5-iodosalisilik asit (5-ISA) molekülünün spektroskopik özellikleri FT-IR, FT-Raman, NMR ve UV spektroskopi teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Burada 5-ISA?nın sekiz farklı (Cn, n=1-8) geometrik durumları vardır. Bu geometriler taban durumda yoğunluk fonksiyonel methodu (DFT) ve B3LYP yaklaşımı fonksiyoneli kullanılarak iyot atomu için aug-cc-pVDZ-PP temel seti diğer kalan bütün elementler için aug-cc-pVDZ temel setiyle optimizasyonu yapıldı. En kararlı yapı C1 olarak tanımlandı. Titreşim spektrumları yukarıda bahsedilen DFT ve aynı temel setleriyle hesaplandı ve temel titreşimlerin işaretlenmesi ve moleküldeki titreşim modları toplam enerji dağılım (TED) hesabı işaretlendi. C1 durumu için toplam ve gruplandırılmış elektron yoğunluğu (TDOS ve PDOS) ve üst üste binmiş kristal orbital populasyonu (OPDOS veya COOP) diagramları B3LYP fonksiyoneli ve aynı setlere ek olarak iodo için hayali bir potansiyel olan pseudo aug-cc-pVDZ-PP kullanılarak söz konusu diagramlar hesaplanıp oluşturuldu. Zamana bağımlı yoğunluk fonksiyoneli (TD-DFT) tarafından hesaplanan osilatör kuvvet ve enerjileri deneysel bulgularla karşılaştırıldı. Nükleer kimyasal kayma (1H ve 13C) spektraları kaydedilip kalibre bağımsız atomik orbital (GIAO) metodu kullanılarak hesaplandı. Optimize olmuş bağ açıları bağ uzunlukları ve hesaplanmış NMR, UV ve titreşimleri deneysel değerlerle çok uyumlu olduğu gösterilmiştir.

Anahtar kelimeler: 5-iodosalisik asit, DFT, NMR, UV, Infread spektrum; DOS

Abstract:
In this study, The 5-iodo-salicylic acid (5-ISA, C7H5IO3) was characterized by FT-IR, FT-Raman, NMR and UV spectroscopy. There are eight conformers, Cn, n=1-8 for 5-ISA so that the molecular geometry for these eight conformers in the ground state were calculated by using the ab-initio density functional methods (B3LYP) approach with the aug-cc-pVDZ-PP basis set for iodine and the aug-cc-pVDZ basis set for the other elements. The computational results identified the most stable conformer of 5-ISA as the C1 form. The vibrational spectra calculated DFT method invoking the same basis sets and fundamental vibrations were assigned on the basis of the total energy distribution (TED) of the vibrational modes. Total (TDOS) and partial (PDOS) density of state and also overlap population density of state (COOP or OPDOS) diagrams analysis for C1 conformer were calculated using the same method and also aug-cc-pVDZ-PP pseudo potential for iodine atom and aug-cc-pVDZ for the others. The energy and oscillator strength calculated by time-dependent density functional theory (TD-DFT) results complements with the experimental findings. The NMR chemical shifts (1H and 13C) spectra were recorded and calculated using the gauge independent atomic orbital (GIAO) method. The optimized bond lengths, bond angles and calculated NMR and UV, wavenumbers showed the best agreement with the experimental results.

Keywords: 5-iodo-salicylic acid, DFT; NMR, UV, Infrared spectra; HOMO–LUMO, DOS.