Bazı iyonik sıvıların spektroskopik ve elektronik özelliklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, bazı iyonik sıvıların (ILs) spektroskopik ve elektronik özellikleri deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Anyon-katyon çiftlerindeki değişime bağlı olarak iyonlararası etkileşimlerdeki farklılıklar ana hatlarıyla belirtilmiştir. Katyonun zincir uzunluğunun uzaması ve kısalması durumunda iyonik sıvıların spektroskopik ve elektronik özelliklerindeki farklılıklar da incelenmiştir. Hesaplamalar, Gaussian 16'da B3LYP yöntem ve Yoğunluk Fonksiyon Teorisi'nde bazı temel setler kullanılarak yapılmıştır. Yapıların geometrik optimizasyonu ve titreşim frekansları hesaplanmış ve titreşim modları belirlenmiştir. Deneysel IR ve Raman spektrum sonuçları teorik olarak hesaplanan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. İncelenen IL'lerin elektronik ve manyetik özellikleri, Zamana Bağlı Yoğunluk Fonksiyon Teorisi ve GIAO yöntemleri ile yapılan hesaplamalarla birlikte UV ve NMR teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca, iyonik sıvıların elektrostatik özellikleri (elektrostatik potansiyel yüzey, atomik yükler, vb.), iyonlar arası zayıf etkileşimleri (Hidrojen bağı, Van der Waals etkileşimleri ve sterik etkiler, topoloji analizinden elde edilen kritik noktalar) ve reaktivite özellikleri (elektronegatiflik, kimyasal sertlik, kimyasal potansiyel vb.) elde edilmiştir.

In this study, the spectroscopic and electronic properties of some ionic liquids (ILs) have been investigated experimentally and theoretically. The variations in the interionic interactions depending on the alternation in anion-cation pairs have been outlined. The variations in the spectroscopic and electronic properties of ionic liquids in the case of extension and shortening of chain length of the cation were investigated as well. The calculations have been performed by using some basis sets in Density Functional Theory with the B3LYP method in Gaussian 16. Geometric optimization and vibrational frequencies of the structures have been calculated and their vibrational modes were assigned. Experimental IR and Raman spectra results have been compared with the theoretically calculated results. The electronic and magnetic features of the ILs under study have been examined by using UV and NMR techniques along with the calculations from Time-Dependent Density Functional Theory and GIAO method. Furthermore, the electrostatic characteristics (electrostatic potential surface, atomic charges, etc.), interionic weak interactions (Hydrogen bonding, Van der Waals interactions, and steric effects, critical points from topology analysis), and reactivity properties (electronegativity, chemical hardness, chemical potential, etc.) of ILs have been obtained.