Furan-2,5-dikarboksilik asit ve bazı bis(imidazol) türevleri kullanılarak çinko(II) ve kadmiyum(II) ile koordinasyon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of coordination polymers with zinc(II) and cadmium(II) using furan-2,5-dicarboxylic acid and some bis(imidazole) derivatives
Yazar: SEVDE DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ERER
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Anorganik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Furan = Furan ; Kadmiyum = Cadmium ; Koordinasyon bileşikleri = Coordination compounds ; Çinko = Zinc

Özet:
Tez çalışmasında anyonik ligant olarak furan-2,5-dikarboksilik asit, nötral ligant olarak bis(imidazol) türevi organik yapılar tercih edilmiştir. Ayrıca metal merkezleri olarak Zn(II) ve Cd(II) metal iyonları kullanılmıştır. Böylece beş adet iki boyutlu (2D), bir adet üç boyutlu (3D) olmak üzere toplam altı adet yeni koordinasyon polimeri sentezlenmiştir. Elde edilen komplekslerin yapıları elementel analiz, FTIR spektroskopisi, tek kristal X-ışını kırınımı ve toz X-ışını kırınımı yöntemleriyle aydınlatılmıştır. 

Komplekslerin kapalı formülleri {[Zn(µ-fdc)(µ-mbix)]·H2O}n (SD1), {[Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-mbix)]·3H2O}n (SD2), {[Zn(µ-fdc)(µ-pbix)]·DMF·0,25H2O}n (SD3), [Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-pbix)]n (SD4), {[Zn(µ-fdc)(µ-obmix)]·H2O}n (SD5), {[Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-pbmix)]·H2O}n (SD6) şeklindedir. Tek kristal X-ışınları kırınımı analiz sonuçlarına göre SD1, SD2 ve SD3 kompleksleri monoklinik sistemde, SD4 ve SD6 triklinik sistemde ve SD5 kompleksinin ise ortorombik sistemde kristallendiği belirlenmiştir. 

Elde edilen komplekslerin topolojik özellikleri TOPOS-Pro programı kullanılarak belirlenmiştir. SD1, SD2, SD3, SD4 ve SD6 kompleksleri sql (Shubnikov), SD5 ise dia (Diamond) topolojiye sahiptir. 3D yapıya sahip olan SD5'in topolojik analizine göre dört katlı 3D+3D+3D+3D→3D parelel iç içe geçme olduğu tespit edilmiştir. Fotolüminesans sonuçlarına göre komplekslerin emisyon bantlarında H2fdc'ye göre kırmızıya kayma gözlemlenmiştir. Komplekslerin termal özelliklerini belirleyebilmek için gerçekleştirilen termik analiz sonuçlarına göre, komplekslerin yapısında bulunan su moleküllerinin ilk basamakta, nötral organik köprü ligandların ikinci basamakta, anyonik ana ligandların ise üçüncü basamakta yapıdan uzaklaştığı ve bozunma ürünlerinin ZnO ve CdO olduğu tespit edilmiştir. Komplekslerin yarı iletken özellikleri difüz yansıma spektroskopisi ile belirlenmiştir ve tüm kompleksler yarı-iletken özellik sergilemiştir.

Abstract:
In this work, furan-2,5-dicarboxylic acid were prefered as anionic ligand and bis(imidazole) derivative organic structures were preferred as neutral ligand. In addition, Zn(II) and Cd(II) metal ions were used as metal centers. Thus, a total of six new coordination polymers, five of them two-dimensional (2D) and one of them three-dimensional (3D), were synthesized. The structures of the obtained complexes were elucidated by elemental analysis, FTIR spectroscopy, single crystal X-ray diffraction and powder X-ray diffraction methods.
The formulas of complexes {[Zn(µ-fdc)(µ-mbix)]·H2O}n (SD1), {[Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-mbix)]·3H2O}n (SD2), {[Zn(µ-fdc)(µ-pbix)]·DMF·0,25H2O}n (SD3), [Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-pbix)]n (SD4), {[Zn(µ-fdc)(µ-obmix)]·H2O}n (SD5), {[Cd(µ-fdc)(H2O)(µ-pbmix)]·H2O}n (SD6). According to the results of single crystal X-ray diffraction analysis, SD1, SD2 and SD3 complexes were determined to crystallize in the monoclinic system, SD4 and SD6 in the triclinic system, and SD5 complex in the orthorhombic system.
The topological properties of the obtained complexes were determined using the TOPOS-Pro software. SD1, SD2, SD3, SD4 and SD6 complexes have sql (Shubnikov) topology, SD5 has dia (Diamond) topology. According to the topological analysis of SD5, which has a 3D structure, it has been determined that there is a four fold 3D+3D+3D+3D →3D parallel interpenetration. According to the photoluminescence results, a red shift was observed in the emission bands of the complexes compared to H2fdc. According to the results of the thermal analysis carried out to determine the thermal properties of the complexes, it was determined that the water molecules in the structure of the complexes were removed in the first step, the neutral organic bridging ligands in the second step, and the anionic ligands in the third step, and the decomposition products were ZnO and CdO. The semiconductor properties of the complexes were determined by diffuse reflection spectroscopy and all complexes exhibited semiconductor properties.