مطالعه nmr برهمکنش های مولکولی و بررسی خواص ساختاری و الکترونی نانولوله های تک دیواره bn و aln در حضور کاتیون ها و آنیون ها

در قسمت اول این تحقیق یکسری برهمکنش های بین مولکولی با استفاده از محاسبات nmr مورد بررسی قرار گرفته اند. اثر استخلاف های مختلف در موقعیت های متا و پارا بر داده های nmr در کمپلکس های پیریدن استخلاف دار و هیدروژن فلوئورید مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که بین داده های nmr و قدرت الکترون دهندگی استخلاف ها یک همبستگی معناداری وجود دارد. از داده های aim نیز می توان برای پیش بینی داده های nmr استفاده کرد. با استفاده از معیارهای nics(1) و nics(1)zz تغییرات آروماتیسیته پیریدین طی برهمکنش بررسی شد. همچنین مشاهده شد که از هر یک از ثابت های هامت یا داده های nmr می توان برای پیشگویی دیگری استفاده کرد. همچنین، اثر هیبریداسیون اتم کربن و نوع هالوژن بر داده های nmr در پیوند هیدروژنی (x= 19f, 35cl, 81br) c?x…h?f مورد بررسی قرار گرفت. کمپلکس های مورد مطالعه از برهمکنش هالو متان ، هالو اتیلن و هالو استیلن با هیدروژن فلوئورید تشکیل شده اند. برخلاف کمیت های ?e، 1hjx?h و 2hjx?f، مقدار پوشیدگی ایزوتروپیک هیدروژن شرکت کننده در برهمکنش به صورت c(sp) > c(sp2) > c(sp3) افزایش می یابد. این ترتیب برای فلوئور هیدروژن فلوئورید تابعی از نوع هالوژن شرکت کننده در برهمکنش است. تاثیر برهمکنش های c?h…? و x?h…? بر داده های nmr در کمپلکس های بنزن...هالو استیلن، بنزن...هالومتان و بنزن...هیدروژن هالید مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر پارامترهای ساختاری و داده های انرژی، داده های بدست آمده توسط محاسبات aim و nbo یک همبستگی معناداری را با داده-های nmr نشان می دهند. استفاده از این داده ها یک درک بهتری از تغییرات داده های nmr طی تشکیل کمپلکس را باعث می شود. تاثیر برهمکنش کاتیون-? بر داده های nmr در کمپلکس های اتیلنی مورد مطالعه قرار گرفته است. برخلاف 3jh-h(cis)، جا به جایی شیمیایی هیدروژن اتیلنی و 3jh-h(trans) طی برهمکنش کاتیون-? افزایش می-یابد. تغییرات داده های nmr بر اساس اثرات ساختاری و الکترونی برهمکنش تفسیر شدند. وابستگی بین داده های nmr و فاصله کاتیون-? نیز در این کمپلکس ها بررسی شده است. علاوه بر آن، تاثیر برهمکنش های کاتیون-? و آنیون-? بر داده های nmr در کمپلکس های 1و3و5- تری فلوئورو بنزن (tfb) با کاتیون ها و آنیون ها مورد بررسی قرار گرفته است. در حضور برهمکنش های کاتیون-?، کمیت های 1jc-f، 1jc-h و جا به جایی شیمیایی هیدروژن و فلوئور در tfb افزایش یافته و 1jc-c کاهش می یابد. برهمکنش های آنیون-? عکس این تغییرات را در tfb سبب می شوند. نقش اثرات ساختاری و الکترونی بر داده های nmr مورد بررسی قرار گرفت. وابستگی بین داده های nmr و فاصله یون-? نیز در این کمپلکس ها مطالعه شد. داده های nmr در حضور یون های ایزوالکترونیک نیز بررسی شد. در قسمت دوم این تحقیق، تاثیر کاتیون ها و آنیون ها بر یکسری خواص نانولوله های bn و aln مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده شده است که در هر دو نانولوله، کمپلکس های آنیونی پایدارتر از کمپلکس-های کاتیونی هستند. برخلاف کمپلکس های آنیونی، طول نانولوله در حضور کاتیون ها افزایش می یابد. بواسطه کاهش شعاع پیچشی، کاتیون ها باعث مسطح شدن سطح نانولوله می شوند در حالیکه در حضور آنیون ها عکس این تغییرات رخ می دهد. میزان رسانایی و واکنش پذیری نانولوله ها نیز در حضور هر دو نوع یون افزایش می یابد. نمودارهای سطوح چگالی الکترونی یکسان نشان می دهند که با رفتن به نواحی داخلی نانولوله چگالی الکترونی کاهش می یابد. وجود یون در مرکز نانولوله باعث افزایش چگالی الکترونی در آن قسمت می شود اما در دیگر نواحی داخلی نانولوله این کاهش وجود دارد.