Research Article

Ab-initio Study on Structural, Spectroscopic, and Electronic Properties of (E)-1-(4-Methoxyanthracen-1-yl)-2-phenyldiazene Azo dyes Molecule

Volume: 4 Number: 2 December 31, 2022
TR EN

Yapısal, Spektroskopik ve Elektronik Özellikler Üzerine Ab-initio Çalışması (E)-1-(4-Methoxyanthracen-1-yl)-2-phenyldiazen Azo boyaları Molekül

Öz

(E)-1-(4-Methoxyanthracen-1-yl)-2-phenoldiazene veya C_21 H_16 N_2 O, günümüzde birçok endüstride bir algılayıcı molekül olarak en çok kullanılan bileşik olan tautomer azo boyalarından biridir. Bildiğimiz gibi, mevcut ticari azo boyaların %90'dan fazlası totomerik boyalardır (Kelemen, 1981). Kuantum kimyası hesaplamaları, gelecekteki uygulamalar için moleküler bileşiklerin yapıları ve elektrokimyasal özellikleri arasındaki ilişkiyi netleştirebilir. Deneysel ve teorik hesaplamaların karşılaştırılması, doğru atamaların yapılmasında ve moleküler yapılar ile özellikleri arasındaki ilişkinin anlaşılmasında çok faydalı olabilir. Bu çalışmada temel amaç, başlık molekülünün ((E)-1-(4-Methoxyanthracen-1-yl)-2-phenyldiazene) yapısal geometrilerinin, ab-initio yöntemi kullanılarak spektroskopik ve elektronik özelliklerinin karakterize edilmesidir. yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) üzerine (Becke, 1988; Becke, 1993). Temel durumdaki başlık molekülünün moleküler geometrisi ve titreşim spektroskopisi, 6-311G (d,p) temel seti ile DFT/B3LYP yöntemi uygulanarak hesaplanmıştır. Bağ uzunluğu, bağ açısı ve dihedral açı gibi yapısal özellikler, mevcut deney verileriyle mükemmel bir uyum içindedir (Crochet ve diğerleri, 2011). Başlık molekülünün 114 titreşim modu, germe, düzlem içi bükülme, düzlem dışı bükülme ve burulma titreşimleri ile belirtilmiştir. Dimetil sülfoksit (DMSO) çözücü içindeki UV absorpsiyon spektrumları, zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi (TD-DFT) kullanılarak tahmin edilmiştir (Ronca ve diğerleri, 2014). Ayrıca, DFT/B3LYP yöntemi dahilinde Gauge-Invariant Atomic Orbital (GIAO) yaklaşımı kullanılarak DMSO solventinde 1H ve 13C NMR kimyasal kaymaları hesaplanmıştır (Scott ve Radon, 1996; Wolinskiet ve diğerleri, 1997). Son olarak, başlık molekülünün elektronik özellikleri, En Düşük Boş Moleküler Orbital - En Yüksek Dolu Moleküler Orbital (HOMO-LUMO) etkileşimini belirlemeyi sağlayan Koopman teoremi kullanılarak da elde edilmiştir (Sastri ve Perumareddi, 1997; Pearson, 1986). Bu molekülün, termodinamik olarak kararlı ve dayanıklı, düşük iyonizasyon potansiyel enerjisine (IP) işaret eden 1.5 eV'den büyük boşluk enerjisine (Örn) sahip olduğu, elektronunu kolayca kaybettiği için indirgeyici ajan olma eğiliminde olduğu, yaklaşık 2.43 eV elektron afinitesi olduğu bildirilebilir. (EA), iyi iletken özelliklere, başlık molekülünün polar bir karakter olduğunu gösteren yüksek elektronegatifliğe (x), düşük kimyasal sertlik değerine (ƞ) ve global elektrofiliklik indeksine sahip olduğunu belirtir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Pamukkale University

Project Number

Grant No: BAP-2021FEBE063

Thanks

Pamukkale University

References

  1. Atay Ç.K., Ozdemir Kart S., Gökalp M., Tuğrul Ö., Tilki T., 2018. Characterization and absorption properties of newly synthesized mono azo dyes: Experimental and theoretical approach. ELSEVIER: Molecular Structure. 1 – 63.
  2. Balci M., 2005. Basic 1H- and 13C-NMR Spectroscopy. ELSEVIER press. 25 – 85p.
  3. Becke A.D., 1988. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior. APS Physical Review A, 38: 3098–3100.
  4. Bauernschmitt R., Ahlrichs R., 1996. Treatment of electronic excitations within the adiabatic approximation of time dependent density functional theory. Chemical Physics Letter. 256:454e464.
  5. Bayer E.B., Rochester N.Y., 1976. Color Imaging Array. United States Patent. United States. 350 – 317p.
  6. Becke A.D., 1993. Density functional thermochemistry. III. The role of exact exchange. AIP The Journal of Chemical Physics. 7(98): 5648-5652.
  7. Becker E.D., 2000. High Resolution NMR (Third Edition) Theory and Chemical Applications. Academic Press. 83-177p.
  8. Blog: The Beer-Lambert Law. Available from: https://www.edinst.com/blog/the-beer-lambert-law/#:~:text=The%20Beer%2DLambert%20law%20states,calculated%20by%20measuring%20its%20absorbance.

Details

Primary Language

English

Subjects

Atomic, Molecular and Optical Physics , Nonlinear Optics and Spectroscopy

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2022

Submission Date

June 15, 2022

Acceptance Date

November 14, 2022

Published in Issue

Year 1970 Volume: 4 Number: 2

APA
Ayun, A. Q., Tasli, P., & Özdemir Kart, S. (2022). Ab-initio Study on Structural, Spectroscopic, and Electronic Properties of (E)-1-(4-Methoxyanthracen-1-yl)-2-phenyldiazene Azo dyes Molecule. Journal of Spectroscopy and Molecular Sciences, 4(2), 193-208. https://izlik.org/JA29AU82PP