Kısmi atomik yük hesaplama metotlarının elektrostatik potansiyel hesaplama açısından değerlendirilmesi ve elektronegativite eşitlenme metodu (EEM) ile kısmi atomik yük hesaplamada optimum parametreler

Abstract

Elektrostatik potansiyel birçok moleküler özellik ile yakından ilişkili olduğu için kimyasal aktiflik ve reaksiyona girme yatkınlığının belirlenmesinde büyük bir öneme sahiptir. Gelişen bilişim teknolojisi ile birlikte kuantum mekaniksel hesaplamalardaki önemli gelişmelere rağmen, atom merkezli kısmi yük yaklaşımı büyük moleküllere uygulanabilirliği açısından kuantum mekanik yöntemlere alternatif olma konusundaki önemini halen korumaktadır. Ancak bu güne kadar tüm bilim dünyasınca kabul görmüş ortak bir ?en iyi kısmi atomik yük hesaplama metodu? denilebilecek bir metot halen önerilmemiştir. Bu çalışmada kısmi atomik yük yaklaşımları için geliştirilen metotlar elektrostatik potansiyel hesaplama göz önüne alınarak kıyaslanmış ve atomik yük hesaplamada kullanılabilecek daha hızlı ve pratik bir metot olan Elektronegativite Eşitlenme Metodu (EEM) üzerinde durulmuştur. Çalışmamın birinci kısmında, atomik yüklerin doğrudan bir göstergesi olarak elektrostatik potansiyel tahmin etme açısından atomik kısmi yük hesaplama metotlarını Grimme tarafından sunulan 453 elemanlı büyük bir molekül seti üzerinde karşılaştırması yapıldı. İkinci kısımda ise Sanderson eşitliğinden türetilmiş ve Mortier tarafından geliştirilmiş olan Elektronegativite Eşitlenme Metodu (Electronegativity Equalization Method, EEM) parametreleri, ab initio metotla elde edilen elektrostatik potansiyel referans alınarak optimum EEM parametreleri elde edilmeye çalışılmıştır. The Electrostatic Potential is of great importance in chemical reactivity since it is closely related to many of molecular properties. Despite the fact that there are significant improvements in the quantum mechanical calculation methods associated with computer technology, the atom centered partial charge approximation keeps hold of its importance in the field of estimating electrostatic potential as an inexpensive alternative to the ab initio method. However, even today, there is no universally accepted the best method for computing partial atomic charge. Here, we compare the calculation methods of atomic point charge in the view of estimating electrostatic potential and investigated on Electronegativity Equalization Method (EEM) that is computationally less expensive. In the first part of this thesis, we compared partial atomic charge calculation methods in view of predicting electrostatic potential that related to atomic charge directly. To this end, the large Grimme set included 453 molecules is used. In second part, optimum EEM parameters derived Sanderson equation and developed by Mortier was obtained using ab initio ESP as a reference value.