Gaussian tipi orbitaller bazında ab-initio yaklaşımı kullanılarak virial katsayılarındaki moleküller arası potansiyel parametrelerinin belirlenmesi ve uygulamaları

Moleküller arası etkileşim potansiyellerinin belirlenmesi atom ve moleküllerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesinde son derece önemli bir yere sahiptir. Fakat bu etkileşim potansiyellerine dahil olan parametrelerin belirlenmesi hem deneysel hem de teorik olarak incelemek oldukça zordur. Bu çalışmada, moleküller arası etkileşim potansiyellerine dahil olan parametrelerin belirlenmesi için gelişmiş kuantum mekaniksel yaklaşımlar kullanılarak yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Fizikte, atom ve moleküler bir sisteme ait termofiziksel ve termokimyasal özelliklerin belirlenmesinde pek çok durum denklemi önerilmiştir. Bu durum denklemlerinden biri de virial durum denklemidir. Bu denklemde bulunan virial katsayıları kullanılarak moleküller sistemlere ait fiziksel ve kimyasal özellikler belirlenebilir. Virial katsayıları hesaplanırken çeşitli molekül veya atomların yapısal özelliklerine göre moleküller arası etkileşim potansiyelleri kullanılmaktadır. Virial katsayılarının hesaplanabilmesi için moleküller arası etkileşim potansiyellerine ait parametrelerin bilinmesi gerekir. Bu nedenle virial katsayılarının hesaplanabilmesi için moleküllerarası etkileşim potansiyeline dahil olan parametrelerin hassas hesaplanması çok önemlidir. Dolayısıyla, bu tez çalışmasında, ilk defa, kuantum mekaniksel bir yöntem olan Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) yöntemi kullanılarak elde edilen moleküller arası etkileşim enerjisi verilerinden moleküller arası potansiyel parametrelerinin belirlenmesi için yeni bir yaklaşım geliştirilmiş ve sunulmuştur. Bu çalışmada önerilen yöntem, atom ve moleküllerin farklı moleküller arası etkileşim potansiyel parametrelerinin belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Genel olarak, bu yaklaşım atom ve moleküllerin her türlü potansiyel parametrelerinin belirlenmesi için büyük avantajlara sahiptir. Bir uygulama olarak, molekülün Lennard-Jones (12-6) ve Morse potansiyel parametreleri ilk olarak DFT yöntemi B3LYP fonksiyonunda 6-31G temel seti kullanılarak belirlenmiştir. Belirlenen potansiyel parametrelerin doğru ve hassaslığını göstermek için bazı termodinamik özelliklere uygulamaları yapılmıştır. Uygulama olarak molekünün bazı sıcaklık ve basınç aralıklarında ses hızı ve ısı kapasiteleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçların literatürdeki verilerle iyi bir uyum içinde olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yoğunluk Fonksiyonel Teori; Lennard-Jones (12-6) potansiyeli; moleküller arası potansiyel parameyre; Morse potansiyeli; ses hızı; virial durum denklemi