Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Najafi chermahini,Hossein Farrokhpour,HOSSEIN TAVAKOL
علیرضا نجفی چرمهینی (استاد مشاور) حسین فرخ پور (استاد راهنما) حسین توکل (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arezoo Dehbozorgi
آرزو ده بزرگی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Study of the different structures of the complex of 5-aminotetrazole and hydrazine in the first exited electronic state and their absorption spectra and using photoelectron spectroscopy to evaluate the optimized structures in the ground electronic state
In the first part of this work different tautomers of 5-aminotetrazol in their first excited electronic states interacting with hydrazine in its ground electronic state are studied. Different theoretical methods including, time-dependent density functional theory (TD-DFT), configuration interaction singles (CIS) and complete active space self-consistent field (CASSCF) were used to optimize the structures in their first exited electronic states. In addition, the effects of different basis sets on the optimized structures were also studied. The vertical and adiabatic excitation energies of the considered isomers were also calculated and compared with isolated 5-aminotetrazol to see the effect of interaction with hydrazine in the first excitation energy. In the second part of this work, the absorption spectrum of seven complexes of hydrazinium 5-aminotetrazolate were calculated in both gas and water. The absorption spectra of the selected complexes were also calculated without considering the intermolecular interaction between 5-aminotetrazol and Hydrazine in the complex and compared with the calculated absorption spectra of isolated 5-aminotetrazol and Hydrazine in the gas phase. This comparison showed the effect of deformation on the electronic structure of 5-aminotetrazol and Hydrazine in the structure of hydrazinium 5-aminotetrazolate complex. In another part, the calculated spectrum of hydrazinium 5-aminotetrazolate was compared with the calculated spectrum of hydrazinium 5-aminotetrazolate without interaction between 5-aminotetrazol and hydrazine to investigate the effect of interaction between two fragments on the absorption spectrum of the complex. Similar studies were performed on the most stable structure of hydrazinium 5-aminotetrazolate in water and a different trend was seen for the effect of deformation and intermolecular interaction compared to the gas phase. In the last part of this work, the experimental photoelectron spectrum of a molecule was used as a tool for investigating how the different structures of the molecule, optimized at different levels of theory, are close to the real structure of molecule in gas phase. For this purpose, the different optimized structures of a molecule, optimized at different levels of theory, were used for calculating the ionization energies and photoelectron spectrum of molecule. It has been shown that the kind of the method used for the optimization has effect on the relative position and intensity of ionization bands and change the shape of the calculated photoelectron spectrum. In addition, it was observed for some cases that the number of calculated ionization bands in an energy region depends on the kind of method of used for the optimization of geometry of molecule. In addition, it has been proposed that the calculation of the ionization energies of a compound with different optimized geometries help us to reduce the error in the calculated photoelectron spectrum compared to experiment.
در اولین قسمت از این پایاننامه تاتومرهای مولکول 5-آمینوتترازول در اولین حالت برانگیخته الکترونی در حال برهمکنش با هیدرازین در حالت الکترونی پایه مطالعه گردید. روشهای محاسباتی مختلف شامل نظریه تابعی چگال وابسته به زمان ) TD-DFT (، برهمکنش آرایشی یکتایی برانگیخته ) CIS ( و فضای فعال کامل میدان خودسازگار ) CASSCF ( به منظور بهینهسازی ساختارها در حالت الکترونی برانگیخته مورد مطالعه قرار گرفت و تأثیر مجموعههای پایه مختلف در بهینهسازی ساختارها مورد مطالعه قرار گرفت. انرژی برانگیختگی عمودی و آدیاباتیک - کمپلکس تاتومرهای مختلف مولکول 5-آمینوتترازول با مولکول هیدرازین )هیدرازینیوم 5-آمینوتترازولات( و تاتومرهای مولکول 5 آمینوتترازول به صورت تنها محاسبه شد و به منظور مشاهده تأثیر برهمکنش هیدرازین بر روی انرژی برانگیختگی با یکدیگر مقایسه گردید. در قسمت دوم این پایاننامه طیفهای جذبی ساختارهای در نظر گرفته شده هیدرازینیوم 5-آمینوتترازولات محاسبه گردید، از طرف دیگر طیف- های جذبی این ساختارها بدون در نظر گرفتن برهمکنش بین دو جزء ) 5-آمینوتترازول و هیدرازین( محاسبه و با طیفهای جذبی قبلی مقایسه گردید. این مقایسه تأثیر برهمکنش بین دو گونه بر روی طیف جذبی را نشان داد. در مقایسهای دیگر طیف جذبی گونههای تغییر شکل یافته با طیف جذبی گونهی منفرد مقایسه گردید تا اثر تغییر شکل در ساختار کمپلکس بر روی ساختار الکترونی مشخص شود. مطالعات مشابهی روی پایدارترین کمپلکس هیدرازینیوم 5-آمینوتترازولات در حلال آب انجام شد و رفتاری متفاوت برای تأثیر تغییر شکل و برهمکنش بین مولکولی بر روی طیف جذبی در مقایسه با فاز گازی مشاهده شد. در قسمت آخر این پایاننامه طیف فوتوالکترون تجربی یک مولکول، به عنوان ابزاری برای قضاوت در مورد ساختارهای بهینه شدهی به دست آمده از روشهای محاسباتی متفاوت استفاده شد. به این منظور، از ساختارهای بهینه شدهی مولکولهای متفاوت که با روشهای محاسباتی مختلف حاصل شدند، برای محاسبه انرژیهای یونیزاسیون و طیفهای فوتوالکترون استفاده شده است. مقایسه طیفهای فوتوالکترون محاسباتی بهدست آمده از ساختارهای بهینه شده با روشهای محاسباتی متفاوت با طیف تجربی مولکولهای انتخاب شده نشان داد که طیف فوتوالکترون میتواند معیار تشخیص مناسبی برای قضاوت در مورد بهینه کردن ساختارها باشد. برای کاهش خطا در محاسبه انرژی یونیزاسیون یک ترکیب، چند روش محاسباتی برای بهینه کردن ساختارها در نظر گرفته شد؛ زیرا انتخاب روش محاسباتی برای بهینه کردن ساختار مولکول پیش از انجام محاسبات خواستهشده تأثیر بسیاری روی صحت نتایج میگذارد. مشاهده شد که روش محاسباتی انتخاب شده برای بهینه کردن ساختارها بر روی مقدار انرژی اولین یونیزاسیون، تعداد باندهای یونیزاسیون در یک ناحیه از انرژی، فاصله انرژی بین باندهای یونیزاسیون و شدت نسبی باندها تأثیر میگذارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی