Hvad er virkningen af ​​hydrogenbinding på vibrationsfrekvenser i tilfælde af IR -spektroskopi?

1. Frekvensskift:

* Højere frekvenser: Hydrogenbinding fører generelt til højere vibrationsfrekvenser For de involverede grupper. Dette er fordi:

* stærkere obligationer: Hydrogenbindinger er relativt stærke interaktioner sammenlignet med van der Waals -styrker. Dette styrker bindingen mellem hydrogenatomet og acceptoratomet (som ilt eller nitrogen), hvilket gør det vanskeligere at strække eller bøje.

* reduceret masse: Hydrogenatomet involveret i brintbindingen kan betragtes som en del af en større enhed på grund af interaktionen. Dette reducerer den effektive masse af det vibrerende system, hvilket fører til en højere frekvens.

* Eksempel: O-H-strækningsvibrationen i alkoholer vises typisk omkring 3600 cm⁻¹ i IR-spektret. Når hydrogenbinding forekommer, skifter denne frekvens til en højere værdi, typisk i området 3200-3500 cm⁻¹.

2. Båndudvidelse:

* Hydrogenbinding introducerer udvidelse af IR -absorptionsbåndet . Dette skyldes, at brintbindingerne ikke er statiske og konstant brudt og reformer. Dette fører til en fordeling af vibrationsfrekvenser, hvilket resulterer i et bredere bånd snarere end en skarp top.

3. Båndintensitet:

* øget intensitet: Intensiteten af ​​IR-båndet, der er forbundet med den hydrogenbundne gruppe, øges ofte . Dette skyldes det forbedrede dipolmoment skabt af den polære hydrogenbinding.

4. Yderligere bånd:

* I nogle tilfælde kan yderligere IR -bånd vises på grund af dannelsen af ​​brintbindinger. Disse nye bånd er ofte forbundet med specifikke typer hydrogenbinding, såsom intermolekylære kontra intramolekylære brintbindinger.

Praktiske implikationer:

* Identificering af hydrogenbinding: Skiftet i vibrationsfrekvens og båndudvidelse er vigtige indikatorer for hydrogenbinding i molekyler.

* analyse af molekylstruktur: IR -spektroskopi kan bruges til at bestemme tilstedeværelsen og typen af ​​brintbindinger i et molekyle, hvilket giver indsigt i dens struktur og intermolekylære interaktioner.

* Undersøgelse af intermolekylære interaktioner: IR -spektroskopi er et værdifuldt værktøj til undersøgelse af virkningerne af hydrogenbinding på forskellige fysiske egenskaber, herunder opløselighed, smeltepunkt og kogepunkt.

I resumé påvirker hydrogenbinding signifikant vibrationsfrekvenser i IR -spektroskopi, hvilket fører til forskydninger, udvidelse og ændringer i båndintensitet. Denne effekt er vigtig for at identificere hydrogenbindinger og forstå molekylernes struktur og egenskaber.