Bazı kristal yapılarda ışınlama hasarlarının deneysel ve teorik esr ile incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada gama ışınına maruz bırakılmış (2-Hydroxyethyl)triphenylphosphonium chloride (HETPPC) tek kristali, oda sıcaklığında Elektron Paramanyetik Rezonanas (EPR) tekniği ile incelenmiştir. HETPPC molekülünün kimyasal yapısını ve deneysel spektrumları göz önüne alınarak, HETPPC tek kristalinin ışınlanması sonucu yapısında, çiftlenmemiş elektronun Fosfor (31P) ve birkaç Hidrojen (1H) çekirdeği üzerinde delokalize olduğu, paramagnetik bir yapının oluştuğu düşünülmüştür. Deneysel spektrumlardan ilk aşamada sadece radikale ait g-tensörü ve Fosfor (31P) çekideğine ait A tensörü belirlenebilmiştir. Radikale ait Hidrojen yarılmalarını ve radikalin kimliğini belirleyebilmek için B3LYP/6-31+G(d) DFT metodunu kullanarak onbeş olası radikal modellenmiştir. Bu model radikallere ait EPR parametreleri B3LYP/TZVP method/baz seti kombinasyonunda hesaplanmıştır. Teorik olarak hesaplanan aşırı ince yapı sabitlerinin değerleri kullanılarak Hidrojen çekirdeklerine ait yarılmalar deneysel olarak belirlenmiştir. R15 model radikaline ait teorik olarak hesaplanan parametreler kullanılarak çizilen simülasyon spektrumları ile deneysel spektrumlar örtüşmüştür. Böylece ışınlanmış HETPPC tek kristalinin yapısında oluşan paramanyetik yapının kimliği, R15 ( ) model radikal olarak tanımlanmıştır. radikalinin aşırı ince yapı sabitleri ve g-faktörü anizotropik olarak bulunmuştur ve izotropik değerleri =2.00372, =117.22 G, =4.33 G, =18.48 G, and =30.21 G dir.

In this study, single crystal of (2-Hydroxyethyl)triphenylphosphonium chloride (HETPPC) were investigated using an Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique at room temperature, with gamma irradiation of the crystals at different orientations in the magnetic field. Taking into consideration the chemical structure and the experimental spectra of the irradiated single crystal HETPPC, we assumed that one paramagnetic species were produced, it having an unpaired electron delocalized among Phosphorus (31P) and several Hydrogen (1H) nucleus. Firstly only the hfcc tensor of Phosphorus (31P) nucleus and g-tensor of possible radical were measured experimental spectra. Pursuant to above assumptions and assignment of Hydrogen splitting, fifteen possible radicals were modeled using the B3LYP/6-31+G(d) level of DFT. EPR parameters were calculated for these modeled radicals using the B3LYP/TZVP method/basis set combination. The calculated A constants were used as supporter to assignment of Hydrogen splitting. The experimental and theoretically simulated spectra for each of the three crystallographic axes were well matched for the modeled radical R15. We thus identified the R15 ( ) radical as a paramagnetic species produced in single crystal of HETPPC. The experimental g-factor and A constants of the radical were found to be anisotropic, with the isotropic values =2.00372, =117.22 G, =4.33 G, =18.48 G, and =30.21 G.