N-fenil-o-benzendisülfonimit'in normal koordinat analizi yöntemi ile moleküler titreşim spektrumlarının incelenmesi
Investigation of molecular vibrational spectra using the normal coordinate anaysis of n-phenyl-o-benzendisulfonimit
Yazar: AHMET GÖKHAN KAZAN
Danışman: DOÇ. DR. SEDAT GÜMÜŞ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya bölümünde sentez edilmiş olan N-Fenil-o-benzendisülfonimit bileşiğinin normal koordinat analizi kullanılarak tüm moleküler titreşim bandlarının atanması yapılmıştır. Bu hesapların yapılması için Gaussian 03W ve Molvib programları kullanılmıştır. Gaussian programının içinde mevcut olan yoğunluk fonksiyoneli (DFT); molekülün gaz fazında optimize edilmiş en iyi geometrik parametreleri, harmonik kartezyen kuvvet sabitlerinin elde edilmesi için kullanılmıştır. Cs nokta grubunda olan molekülün normal simetri koordinatları, kartezyen kuvvet sabitleri ve geometrik parametreleri Molvib programında girdi olarak kullanılmıştır. Birbirlerinin tamamlayıcısı olan Raman ve Kırmızıaltı (IR) spektrumları bileşiğin katı fazında alınmıştır. Molekülde 28 tane atom olup bu moleküle ait 78 adet aktif titreşim bandı bulunmaktadır. Katı fazda gözlenen bandlara ait frekanslar, kuantum kimyasal yöntemlerde yüksek hesaplanan frekanslarla, anharmonik etkileri gidermek amacıyla çoklu skala yapılmıştır. Bunun sonucunda molekülün herhangi bir titreşim kipine ait potansiyel enerji dağılımları bulunmuştur. Burada izlenen yöntem, literatürde normal koordinat analizi olarak adlandırılmaktadır. Skala edilmiş frekanslarla gözlenmiş frekanslar arasında en iyi uyum bulunmuş olup, RMS hesabı 11.8 cm-1 elde edilmiştir. Molekül içinde meydana gelen elektronik etkileşmeleri incelemek amacıyla NBO analizi yapılmıştır ve en büyük etkileşmelerin oksijen atomunun eşlenmemiş elektron çifti ile ?^* (N-S) anti bağ orbitalleri arasında olduğu gözlenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, kuramsal hesaplarla elde edilen simule edilmiş IR spektrumu deneysel IR spektrumu ile karşılaştırmak için verilmiştir.Anahtar sözcükler: N-Fenil-o-benzendisülfonimit, Normal Koordinat Analizi, IR, Raman, NBO analizi, Potansiyel Enerji Dağılımı, DFT.

Abstract:
In this study; all molecular vibrational bands of N-Phenyl-o-benzenedisulfonimide compound synthesized department of chemistry at the faculty of Science and Arts, Ondokuz Mayıs University have been assigned using the normal coordinate analysis. Gausian03w and Molvib programs were used for the realization of these calculations. Density functional theory (DFT) which can be run by Gausian program was used to obtain the best optimized geometric parameters, harmonic cartesian force constants in the gas phase of the molecule. Normal symmetry coordinates, cartesian force constants and geometric parameters of this molecule belonging to Cs point group were used as a input in Molvib programe. Raman and Infrared spectra which are complementaries of each other were recorded in solid phase of this compound. The molecule is of 28 atoms, and has are 78 active vibrational bands. In order to compensate anharmonic effect, observed frequencies in the solid phase of the compound have been multi-scaled with the high frequencies calculated by quantum chemical methods and potential energy distributions of the molecule was estimated for each vibration mode. The method is called by the normal coordinate analysis in the literature. The best fit between the observed frequencies and scaled ones was calculated and RMS value was obtained as 11.8 cm ? ^(-1). In order to examine the electronic interactions occurring within the molecule was performed by NBO analysis and the largest interactions were observed between lone pairs of oxygen with ?^* (N-S) anti-bonding orbitals. In addition, the simulated IR spectra obtained from theoretical calculations was compared with experimental IR spectra.Key words: N-Phenyl-o-benzenedisulfonimide, normal coordinate analysis, IR, Raman, NBO analysis, Potential Energy Distribution, DFT.