Facteurs affectant les fréquences d'absorption IR

Liberté de vibration et de l'Absorption

• Les molécules absorbent des quantités d'énergie qui correspondent aux mouvements vibratoires des atomes qu'ils contiennent. Le mouvement vibratoire d'une molécule, ou sa liberté de vibration, est calculé selon la formule 3n - 6, dans laquelle n représente le nombre d'atomes dans la molécule. Par exemple, une molécule de formaldéhyde, CH2O, ayant un atome de carbone doublement lié à un atome d'oxygène et unique lié à deux atomes d'hydrogène, tous à des angles de 120 degrés, a une liberté de vibration de six: (3 x 4) - 6 = 6. Les six moyens par lesquels une molécule de CH2O peuvent vibrer déterminer les fréquences de l'énergie infrarouge qui absorbe la molécule et par conséquent le spectre infrarouge il produira. Contrairement formaldéhyde, une molécule telle que le CO2, avec tous ses atomes dans une ligne, aura seulement 3n - 5 degrés de liberté de vibration.

Stretching

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  Stretching se réfère à raccourcir et d'étirement des liaisons entre deux atomes. Cet étirement peut être symétrique ou asymétrique. Par exemple, les deux liaisons carbone-hydrogène du formaldehyde peuvent allonger et raccourcir de façon symétrique dans le même sens en même temps, ou une liaison carbone-hydrogène peuvent réduire de manière asymétrique, tandis que les autres et allonge ensuite prolonger par la suite tandis que l'autre se raccourcit. CH2 étirage symétrique absorbe l'énergie infrarouge à 2785 cm -1 dans le ^ spectrum- infrarouge asymétrique CH2 étirage absorbe l'énergie infrarouge à 2850 cm -1 ^ dans le spectre. Élongation symétrique de la double liaison carbone-oxygène produit une signature de forte absorption à 1750 cm ^ -1. Le niveau d'énergie plus élevé de l'absorption carbone-oxygène provient de la plus grande résistance de la double liaison carbone-oxygène et de l'évolution de la de moment dipolaire, ou concentration de la charge électrique, entre les deux atomes. Triple atomes liés tels que les nitriles (CN), à leur tour, produisent absorption d'énergie infrarouge supérieure à atomes doublement liés.

Rocking et Wagging

• Rocking et en remuant représentent vibrations planes simultanée de deux molécules collées sans changements dans les longueurs de liaison de ces molécules. Le CH2 de formaldéhyde peut subir ces types de vibrations ainsi. Levez-vous et maintenez vos bras écartés à un angle de 90 degrés. Votre corps est l'atome de carbone et chacun de vos mains est un atome d'hydrogène. Maintenant, tournez votre torse d'avant en arrière tout en gardant vos bras tendus. Vos mains, les atomes d'hydrogène, vont balancer d'avant en arrière dans l'espace tout en conservant la même séparation spatiale. Ceci est à bascule. Maintenant, maintenez vos bras sous le même angle, mais bouger vos bras de haut en bas en même temps. Ceci est le mouvement vibratoire scientifiques appellent remuant. Formaldéhyde montre CH2 bascule absorption infrarouge à 1250 cm ^ -1- il montre une énergie inférieure CH2 remuant à 1165 cm ^ -1. Remuant et bascule vibrations représentent des niveaux d'énergie plus faible que d'étirer vibrations, car il faut plus d'énergie pour comprimer ou étirer une obligation que de plier.

Scissoring

• Le dernier type de mouvement vibratoire démontré par des atomes liés est Scissoring. Comme une paire de ciseaux, ce mouvement planaire décrit deux atomes liés se déplacent vers l'autre et puis loin sans changer la longueur de leurs obligations, tout comme les conseils d'une paire de ciseaux que vous ouvrez et fermez les ciseaux. Le mouvement de ciseaux virbrational CH2 dans le formol est plus élevé en énergie que remuant et en faisant tourner mais moins d'énergie que d'étirer. Il produit un niveau d'absorption relativement faible à 1485 cm ^ -1.

Tendances générales

• Les composés dans lesquels un seul atome d'hydrogène est lié à un atome d'oxygène, d'azote ou de carbone absorbent de l'énergie à des fréquences supérieures à infrarouge, produisant des signatures d'absorption sur la gauche du spectre. Ces obligations sont riches en énergie parce que les étirements légers d'hydrogène, ou vibre, très rapidement dans son lien, similaire à la façon d'une boule de pagaie sur une chaîne de caoutchouc se répercute rapidement contre la palette si vous maintenez la palette correctement. Suivant l'ordre de l'énergie et à proximité du centre du spectre, sont des atomes double et triple liaison de carbone, d'oxygène et d'azote. Moins d'énergie de plus en plus vers la droite; côté du spectre, dans ce qu'on appelle la région d'empreintes digitales, sont célibataires lié carbone-carbone, carbone-oxygène et des atomes de carbone et d'azote.