Değişik fiziksel şartlar altında yapılan geçiş metal iyon katkılandırmalarının EPR incelemesi
Loading...
Files
Date
2006
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Ondokuzmayıs Üniversitesi, Fizik Anabilim Dalı
Abstract
Bu çalışma iki kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda VO2+ iyonu katkılı
potasyum di-hidrojen fosfat (KH2PO4), potasyum tetra oksalat di-hidrat
(KHC2O4.H2C2O4.2H2O), l−alanin (CH3H7NO2) tek kristalleri ve Cu2+ iyonu katkılı
potasyum di-hidrojen fosfat (KH2PO4), çinko sakkarin di-metil etilen di-amin
[Zn(Sac)2(dmen)], çinko sakkarin N, N’propil amin etilen di-amin [Zn(sac)2(paen)] tek
kristallerinin EPR incelemesi yapılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında ise günlük hayatta
oldukça sık tüketilen ve ülkemizde üretilip işlenen siyah çay değişik ön-işlemlerden
geçirilerek EPR tekniği ile incelenmiştir.
Yüksek elektrik alan altında hazırlanan VO2+ katkılı KH2PO4 tek kristalinin oda
sıcaklığında EPR ve optik absorpsiyon spektrumlarının analizi yapılmıştır. VO2+
merkezlerine ait 4 farklı yerin iki farklı grup altında toplanabileceği görülmüştür. Toz
spektrumdan elde edilen veriler tek kristal değerleri ile uyum içindedir. VO2+ iyonları
K+ iyonları ile yer değiştirmiştir. EPR ve optik absorpsiyon verileri bir arada
kullanılarak vanadyum iyonu için spin-Hamiltonien parametreleri ve molekül yörünge
katsayıları hesaplanmıştır.
Yüksek elektrik alan altında hazırlanan VO2+ katkılı potasyum tetra oksalat dihidrat
(KTO) tek kristalinin EPR çalışması optik absorpsiyon spektrum verileri
kullanılarak yapılmıştır. EPR spektrumlarında farklı şiddetli iki grup sekizli çizgi
kaydedilmiştir. Gerçekte spektrumda şiddetli çizgiler ligand konumundaki oksalat içine
katkılanmış VO2+ iyonundan, zayıf şiddetli çizgiler ise hemen hemen aynı yapı ve
yerleşime sahip ara boşluklara yerleşmiş iyonlardan kaynaklanmaktadır. Tek kristal, toz
spektrum ve simülasyon değerleri ile uyum içindedir. Vanadyum iyonları K+ iyonu ile
yer değiştirmiştir.
Sıcaklık yavaşça azaltılarak elde edilen VO2+ katkılı l-alanin tek kristalinin EPR
spektrumlarının analizi sonucunda üç farklı paramanyetik merkezin varlığı ortaya
konmuştur. Ayrıntılı spektrumda çizgilerin 1:2:1 şiddetinde üçe yarıldığı gözlenmiştir.
VO2+ iyonuna yakın duran NH2 grubuna bağlı iki hidrojen bu yönelimde özdeş davranmaktadır. g ve A değerlerine bakıldığında ise paramanyetik merkezin rombik
yerel simetri özelliği gösterdiği söylenebilir.
Yüksek elektrik alan altında hazırlanan Cu2+ katkılı KH2PO4 tek kristalinin EPR
spektrumlarının analizi sonucu Cu2+’ya ait 4 farklı merkezin olduğu ve bu merkezlerin
EPR parametreleri birbirlerine yakın iki farklı yapılı paramanyetik merkez olarak ele
alınabileceği anlaşılmıştır. Cu2+’ya ait taban durumu dalga fonksiyonlarının katsayıları g
ve A esas eksen değerlerinin rombik simetrisi için hesaplanmıştır.
Cu2+ yeni sentezlenen [Zn(sac)2(paen)] ve [Zn(sac)2(dmen)] bileşiklerine
katkılandırılarak tek kristallerinin EPR incelemesi yapılmıştır. [Zn(sac)2(paen)] ligand
konumundaki atomlarla oktahedral, [Zn(sac)2(dmen)] ise tetrahedral bir çevrede
kompleks oluşturmuştur. İki farklı simetri kompleksi için taban durumu dalga
fonksiyonları farklı olarak ele alınmıştır. EPR ve moleküler yörünge parametre
değerlerine göre kompleks yapının bozulum derecesi ortaya konmuştur.
Çay (Camellia Sinensis) dünyada sudan sonra, siyah (fermente olmuş) ve yeşil
(fermente olmamış ) çay olmak üzere en çok tüketilen içecektir ve aynı zamanda
rahatlatıcı, antioksidan ve besleyici etkisi olduğu bilinmektedir. Ülkemizde Karadeniz
sahilleri boyunca yetiştirilen çayın yeşil çay yapraklarında ve siyah çayla demlenmiş
çayın sulu çözeltisinde Fe3+, Mn2+ kompleks merkezleri kaydedilirken çayın demi
kurutulduktan sonra çay yapraklarında bu merkezlere ek olarak semikinon radikali
gözlenmiştir. Paramanyetik merkezlerin kaynakları tartışılmıştır. Sıcaklığın, doğal ve
sentetik tatlandırıcıların, geçiş metal iyon katkılandırmanın paramanyetik merkezler
üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Sentetik tatlandırıcıların paramanyetik merkezler
üzerinde herhangi bir etkisi olmazken beyaz şekerin semikinon radikalini ve Mn2+
merkezini söndürdüğü görülmüştür. Geçiş metal iyonları çayın yapısının önemli bir
kısmını oluşturan fenol grupları ile kompleks oluşturmuştur. Bu kompleksin yapısı
açıklanmaya çalışılmış ve sıcaklığın bu kompleks yapıları üzerine etkisi irdelenmiştir.
This work consist of two parts. The first part is devoted to the EPR spectral studies of VO2+-doped potassium di-hydrojen phosphate (KH2PO4, KDP), potassium tetraoxalate di-hydrate (KHC2O4.H2C2O4.2H2O, KTO), l-alanine (CH3H7NO2) single crystals and powders, and Cu2+-doped potassium di-hydrojen phosphate (KH2PO4), zinc saccharine di-methyl ethyl di-amine [Zn(Sac)2(dmen)], zinc sachharine N, N’ propylamine ethyl di-amine [Zn(sac)2(paen)] single crystals and powders. In the second part, EPR spectral studies of black tea, the beverage which is of very high consumption ratio in over the world, is performed following a number of treatments. VO2+-doped KDP single crystals are grown under high static electric field. The single crystal spectra for rotations in the perpendicular planes show four complex sites. The four sites can be classified into two different groups. The powder spectrum also shows the existence of two different paramagnetic spectra. VO2+ ions substitute K+ ions and the charge deficiency is compensated by the nearby oxygens of 4 PO− groups. The electronic structure of the central vanadium atom is determined using the EPR values together with the optical absorption spectrum. VO2+-doped KTO single crystals are also grown under high static electric field. Two vanadium spectra with different intensities are observed. The intense lines come out of the complex which is formed around VO2+ ion inserted into the oxalate group acting as the ligand. The weak lines arise from an interstitial site with similar structure. Electronic structure of the central vanadium ion is determined using EPR parameter together with optical absorption spectral values. VO2+-doped l-alanine single crystals are grown by lowering the temperature of the saturated solution slowly. The EPR spectra of these different VO2+ complex sites are resolved and electronic configurations are determined. The superhyperfine splittings of each vanadium line from two hydrogens of NH2 group is observed in this work. EPR spectra of Cu2+-doped KDP single crystals are too complicated to be resolved. Five different Cu2+ complex sites are resolved which are grouped into two structures. Four sites have the same structure. Ground state wave functions of all the sites are determined. Newly synthesized two saccharine complexes [Zn(sac)2(dmen)] and [Zn(sac)2(paen)] respectively, are also investigated by EPR spectroscopy by doping Cu2+ ions to replace the Zn2+ ions. [Zn(sac)2(paen)] species formed distorted octahedral complex structure while [Zn(sac)2(dmen)] species resulted in distorted tetrahedral complex. The EPR parameters and ground state wave functions of central Cu2+ ions are determined. Tea (Camellia Sinensis) is the most widely consumed drink in the world as non-fermented green and fermented black forms, and is known have therapeutic, antioxidant and nutritional effects. EPR spectral studies made on the tea cultivated along the shore of Black Sea, show only Mn2+ and Fe3+ centers in green tea leaves and water solution of black tea extract, but dry black tea flakes and dry extract exhibit additional semiquinone radical. The origins of the paramagnetic species are discussed. The effects of heating, interaction with natural and synthetic sweeteners and doping the transition metal ions are investigated. While the synthetic sweeteners have no effect on paramagnetic species, white sugar (disaccharide) quenches Mn2+ center and semiquinone radical. Transition metal ions form a complex with phenol groups. The structure of the complexes are discussed and the effect of the temperature is explained.
This work consist of two parts. The first part is devoted to the EPR spectral studies of VO2+-doped potassium di-hydrojen phosphate (KH2PO4, KDP), potassium tetraoxalate di-hydrate (KHC2O4.H2C2O4.2H2O, KTO), l-alanine (CH3H7NO2) single crystals and powders, and Cu2+-doped potassium di-hydrojen phosphate (KH2PO4), zinc saccharine di-methyl ethyl di-amine [Zn(Sac)2(dmen)], zinc sachharine N, N’ propylamine ethyl di-amine [Zn(sac)2(paen)] single crystals and powders. In the second part, EPR spectral studies of black tea, the beverage which is of very high consumption ratio in over the world, is performed following a number of treatments. VO2+-doped KDP single crystals are grown under high static electric field. The single crystal spectra for rotations in the perpendicular planes show four complex sites. The four sites can be classified into two different groups. The powder spectrum also shows the existence of two different paramagnetic spectra. VO2+ ions substitute K+ ions and the charge deficiency is compensated by the nearby oxygens of 4 PO− groups. The electronic structure of the central vanadium atom is determined using the EPR values together with the optical absorption spectrum. VO2+-doped KTO single crystals are also grown under high static electric field. Two vanadium spectra with different intensities are observed. The intense lines come out of the complex which is formed around VO2+ ion inserted into the oxalate group acting as the ligand. The weak lines arise from an interstitial site with similar structure. Electronic structure of the central vanadium ion is determined using EPR parameter together with optical absorption spectral values. VO2+-doped l-alanine single crystals are grown by lowering the temperature of the saturated solution slowly. The EPR spectra of these different VO2+ complex sites are resolved and electronic configurations are determined. The superhyperfine splittings of each vanadium line from two hydrogens of NH2 group is observed in this work. EPR spectra of Cu2+-doped KDP single crystals are too complicated to be resolved. Five different Cu2+ complex sites are resolved which are grouped into two structures. Four sites have the same structure. Ground state wave functions of all the sites are determined. Newly synthesized two saccharine complexes [Zn(sac)2(dmen)] and [Zn(sac)2(paen)] respectively, are also investigated by EPR spectroscopy by doping Cu2+ ions to replace the Zn2+ ions. [Zn(sac)2(paen)] species formed distorted octahedral complex structure while [Zn(sac)2(dmen)] species resulted in distorted tetrahedral complex. The EPR parameters and ground state wave functions of central Cu2+ ions are determined. Tea (Camellia Sinensis) is the most widely consumed drink in the world as non-fermented green and fermented black forms, and is known have therapeutic, antioxidant and nutritional effects. EPR spectral studies made on the tea cultivated along the shore of Black Sea, show only Mn2+ and Fe3+ centers in green tea leaves and water solution of black tea extract, but dry black tea flakes and dry extract exhibit additional semiquinone radical. The origins of the paramagnetic species are discussed. The effects of heating, interaction with natural and synthetic sweeteners and doping the transition metal ions are investigated. While the synthetic sweeteners have no effect on paramagnetic species, white sugar (disaccharide) quenches Mn2+ center and semiquinone radical. Transition metal ions form a complex with phenol groups. The structure of the complexes are discussed and the effect of the temperature is explained.
Description
Keywords
Tea, Çay, Semiquinone, Semikinon, Cu+2, VO2+, EPR
Citation
Bıyık, R. (2006) Değişik fiziksel şartlar altında yapılan geçiş metal iyon katkılandırmalarının EPR incelemesi. (Yayımlanmamış doktora tezi). Samsun: Ondokuzmayıs Üniversitesi, Fizik Anabilim Dalı.