Polivalent metal halidlerin sıvı fazdaki polimerik yapıları
Polymeric structures of polyvalent metal halides in liquid phase
Yazar: MUSTAFA ÇALIŞKAN
Danışman: PROF.DR. ZEHRA AKDENİZ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Alkali metal = Alkali metal ; Erimiş tuzlar = Molten salts ; Polimerik yapılar = Polymeric structures

Özet:
ÖZET Üç-değerlikli metal halid ve bunların alkali halidlerle olan sıvı karışımlarının yapısı Al-alkali ve Ga-alkali halid karışımlarının üzerinde teorik olarak incelenmiştir. Çok değerlikli halidlerin sıvı fazdaki yapısının anlaşılması amacı doğrultusunda öncelikle sistemlerin yerel yapısı incelenmiş ve bunun sonucunda rafine potansiyel modeller elde edilmiştir. Bu rafine potansiyel modellerin kullanıldığı bir molekül dinamiği programı yardımıyla iyonik kümelerin bağ uzunlukları, titreşim frekansları ve bağlanma enerjileri hesaplanmıştır. Alüminyum klorid ve bromidlerin uygun alkali halidler veya organik katyonlar ile olan asidik sıvı karışımlarının çeşitli kompozisyonlarda (AlnX3n^ı)" (X = C1 veya Br ve n> 1 ) anyonik türlerin varlığı uzun süreden beri bilinmektedir. Bu çalışmada bu tip polimerik serilerin yapısını ve enerjilerini Al ve Ga bileşikleri ile karşılaştırarak belirledik. Bu doğrultuda öncelikle Ga2Cİ6, AlîBr6 ve GaîBrö halidlerinin mikroskopik iyonik modellerini belirlemek için, AI2Cİ6 molekülündeki iyonik etkileşmeleri inceleyen daha önceki bir çalışmayı kullandık [7]. Bu modeller, daha sonra n< 4 için AlCU ve GaCU sistemlerinin sıvı fazdaki polimerik kümelerin yapısını ve kararlılığını incelemede kullanıldı. Polimerik serilerin titreşim frekansları hesaplanarak, Al2Bre ve GaîBrö moleküler yapıları için mevcut deneysel verilerle karşılaştırıldı. Bu çalışmada AIX3 - AX ve GaX3 - AX (A: Alkali metal) karışımlarında alkali metal rolünün anlaşılması amacı doğrultusunda karışımların çeşitli kompozisyonlarına karşılık gelen nötr kümeler üzerinde kararlılık çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
SUMMARY The structure of tri-valent metal halides and their liquid mixtures with alkali halides have theoretically been investigated on the samples of Al-alkali and Ga-alkali halides mixtures. We have first studied the local structure of the systems to develop an understanding of the structure of polivalent halides in liquid phase. Further to that, the refined potential models are obtained. The bond lengths of the ionic clusters, their the vibration frequencies and the binding energies are computed by using a molecular dynamics computer programme in which the refined potentials are used. The anionic species (AlnX3n^i)~ with X=C1 or Br and n>l have been recognized for a number of years to form in acidic liquid mixtures of aluminium chloride or bromide with the corresponding halides of alkali or organic cations, in relative proportions which vary with the composition of the mixture. In this work we evaluate the structure and the energetics of such polymeric series in a comparative study of Al and Ga compounds. To this end we first extend an earlier study of the ionic interaction in the AI2Cİ6 molecule to determine microscopic ionic models for Ga2Cİ6, A^Brö and GaîBr6. The models are then used (i) to evaluate the polymeric clusters for n<4 in the two trivalent-metal chlorides, and (ii) to explore the potential-energy hypersurface of alkali counterions in the case n=2. We present tests of the results against available data and an evaluation of the convergence of the energy of the polymeric series. In this work we have also examined the main features of the potential energy landscape for alkali counterions around dimeric anions.