Quantum chemical study of geometries and electronic structures of aromatic five-membered heterocyclic oligomers in the ground and lowest singlet excited states
Aromatik beş üyeli heterohalkalı oligomerlerin temel ve en düşük tekli uyarılmış hallerdeki geometrilerinin ve elektronik yapılarının kuvantum kimyasal çalışması
- Tez No: 153553
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKER ÖZKAN, PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Oligotiyofen, Oligofuran, Oligopirol, Uyarılmış hal geometri optimizasyonu, Tekli konfıgürasyon etkileşimi (CIS), Zamana bağlı yoğunluk fonksiyoneli teorisi (TDDFT) vıı, Oligothiophene, Oligofuran, Oligopyrrole, Excited state geometry optimization, Configuration interaction singles (CIS), Time-dependent density functional theory (TDDFT)
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
oz AROMATIK BEŞ ÜYELİ HETEROHALKALI OLİGOMERLERİN TEMEL VE EN DÜŞÜK TEKLİ UYARILMIŞ HALLERDEKİ GEOMETRİLERİNİN VE ELEKTRONİK YAPILARININ KUVANTUM KİMYASAL ÇALIŞMASI Öksüz, Nevin Yüksek Lisans, Kimya Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. İlker Özkan Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Levent Toppare Eylül 2004, 149 sayfa Altı taneye kadar monomer birimi içeren aromatik beş üyeli heterohalkalı oligomerlerin (toplam 18 molekül) -oligotiyofenler (nT), oligofuranlar (nF), ve oligopiroller (nP)- temel hal ve ilk (en düşük) tekli uyarılmış hallerdeki geometrik konformasyonlarmın ve elektronik geçişlerinin doğası birkaç farklı hesapsal yöntemle araştırıldı. Yapıları kesin olarak tanımlanmış bu heterohalkalı oligomerin temel hal konformasyonlari için geometri optimizasyonları Austin Modeli 1 (AMI), Sınırlı Hartree-Fock (RHF/6-31G*) ve Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT, B3LYP/6-31G*) seviyelerinde gerçekleştirildi. En düşük tekli uyarılmış haldeki optimal geometrinin hesaplanmasında 6-3 İG* temel seti ile birlikte Tekli Konfigurasyon Etkileşimi (CIS) metodu seçildi. En düşük tekli uyarılma Sı4-So vıenerjileri ZINDO/S, CIS (CIS/6-3 İG*), ve Zamana Bağlı DFT (TDDFT/6-31G* ve TDDFT/6-31+G*) metodları kullanılarak hesaplandı. Emisyon enerjilerinin Sı->So hesaplanmasında ZINDO/S dışında yukarıda bahsedilen metodlarm hepsi kullanıldı. Temel ve en düşük tekli uyarılmış haldeki geometrilerin incelenmesinde oligomerlerin konjüge omurgalanndaki bağ uzunluğu değişimi (BLA) parametreleri, Ar; karşılaştırıldı. Oligomerlerin merkezlerindeki geometrik parametrelerin belli bir zincir uzunluğundan sonra doygunluğa ulaştığı gözlendi. Uyarılma (Sı<~So) ve emisyon (Sı~>So) enerjilerinin hesaplanmasında kullanılan tüm metodlar arasında TDDFT sonuçları deneysel değerlerle en iyi uyumu gösterdi. En küçük kareler metodu kullanılarak hesaplanan ve deneysel olarak elde edilen uyarılma enerjilerinin bir üstel fonksiyona uygun hale getirilmesi Etkin Konjugasyon Uzunluğu (ECL) değerlerini tahmin etmemize olanak sağladı. Deneysel verilerin fitlerinden elde edilen sonuçlarla (parentezler içindeki veriler) çok iyi uyum gösteren politiyofen (PTh), polifuran (PFu), and polipirol (PPr) için ECL değerlerini 17 (17), 16 (15), ve 14 (13) monomer birimi olarak elde ettik.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT QUANTUM CHEMICAL STUDY OF GEOMETRIES AND ELECTRONIC STRUCTURES OF AROMATIC FIVE-MEMBERED HETEROCYCLIC OLIGOMERS IN THE GROUND AND LOWEST SINGLET EXCITED STATES Öksüz, Nevin M. S., Department of Chemistry Supervisor : Prof. Dr. İlker Özkan Co-Advisor: Prof. Dr. Levent Toppare September 2004, 149 pages The nature of the ground state and the first (lowest) singlet excited state geometrical conformations and electronic transitions in the aromatic five-membered heterocyclic oligomers -oligothiophenes (nT), oligofurans (nF), and oligopyrroles (nP)- c ontaining u p t o si x m onomer u nits ( total o f 1 8 m olecules) w ere explored using several computational methodologies. Geometry optimizations were carried out at Austin Model 1 (AMI), Restricted Hartree-Fock (RHF/6-31G*), and Density Functional Theory (DFT, B3LYP/6-31G*) levels for the ground-state conformations of these structurally well-defined heterocyclic oligomers. The Configuration Interaction Singles (CIS) method with the 6-3 1G* basis set was IVchosen in computation of the optimal geometry of the lowest singlet excited state. Lowest singlet excitation Si^-So energies were calculated using the Zerner's Intermediate Neglect of Differential Overlap for Spectroscopy (ZINDO/S), CIS (CIS/6-31G*), and Time-Dependent DFT (TDDFT/6-31G* and TDDFT76-31+G*) methods. In computation of the emission Si~>So energies, we have employed all methods above except ZINDO/S. In investigation of geometries of the ground and lowest singlet excited state, we compared the bond length alternation (BLA) parameters, Ar\ in the conjugated backbone of the oligomers. Saturation of the geometrical parameters at the center of oligomers was observed after a certain chain length. Among all methodologies used in computation of excitation (Si<-So) and emission (Si~>So) energies, TDDFT results showed the best agreement with experimental data. Fits of computed and experimental excitation energies to an exponential function using the least squares method enabled us to predict Effective Conjugation Length (ECL) values. We obtained the ECLs of 17 (17), 16 (15), and 14 (13) monomer units for polythiophene (PTh), polyfuran (PFu), and polyp yrrole (PPr), which have very good agreement with the results obtained from the fits of experimental data (the values in parentheses).
Benzer Tezler
- TiO2'nin fotokatalitik aktivitesinin arttırılması askorbik asit ile modifiye edilen TiO2 nin karakterizasyonu ve hidrokinonun fotokatalitik degradasyon reaksiyonunun modellenmesi
Enhancement the photocatalytic activity of TiO2 characterisation of ascorbic acid modified TiO2 and modelling the photocatalytic degradation reaction of hydroquinone
EMİNE HİLAL MERT
- Bifenil çekirdek gruplu kalamitik sıvı kristallerin özelliklerinin MM ve QM yöntemleriyle incelenmesi
The Study of the properties of the calamitic liquid crystals with biphenily core by using the methods of NM and QM
ÜMİT NAZLI TÜRKTEN
- Bazı aromatik hidrazinlerin yumuşak çeliğin hidroklorin asit ortamındaki korozyonuna inhibitör etkinliklerinin kuantum kimyasal incelenmesi
Quantum mechanical studies on the inhibition efficiencies of some aromatic hydrazides on corrosion of mild steel in acidic medium
EBRU KİRACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZEN BEREKET
- A computational study on nitrotriazine derivatives
Nitrotriazin türevleri üzerine teorik çalışma
YAKUP ÇAMUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMİ TÜRKER
- Siyano grubu içeren sıvı kristal moleküllerinin elektronik yapıları ve mezomorfik özelliklerinin moleküler mekanik ve kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
An investigation of electronic structure and mesomorphic properties of cyano-containing liquid crystals by molecular mechanical and quantum mechanical methods
MURAT KILIÇ