IR spektroskopie

   

   

   Přechody mezi vibračními (+rotačními) hladinami

   

   spektra vibrační, vibračně rotační – jemná struktura

   

   

   Vibrace molekul

   

            valenční – mění se délka vazby, nikoli úhel

   -         symetrické

   -         antisymetrické

   

   

   

   

            deformační – mění se úhel – nůžkové, kroutivé, kývavé, houpavé

   

   

   

   

   Počet základních vibračních modů = 3N – 6 (5 u lineárních – odečet rotací molekuly)

            N = počet atomů v molekule, počet stupňů volnosti je 3

   

   

   

   

   

   

   

   

   Absorpce záření jen u molekul s dipolmomentem, který se mění absorbcí kvant

   Vektor el. pole vibrující molekuly se periodicky mění – absorbce záření s nímž je v resonanci:

   

                ν = 1/2π . √ k/μ              Hookův zákon

   

                                                  silová konstanta / redukovaná hmotnost

   

   

   k = f(typu vazby)  C-C ... 0,5 kNm^-1, C=C ... 0,95, C≡C ... 1,5

   

    μ = m[1].m[2] / (m[1 +] m[2])



   E[v] = k/2 (r-r[0])^2 = (v +  1/2) . h ν[0]           (aplik. Sch. rovnice)

   

   E[v+1] = k/2 (r[1]-r[0])^2 = (v +  1/2) . h ν[0

   ]

   ∆ E =  h ν = E[v+1] - E[v] = h ν[0

   ]

   Neaktivní molekuly         – jednoatomové

   -         symetrické nepolární (H[2], N[2], O[2] ...)

   -         mající symetrické valenční vibrace (CO[2])

   

   

   

   oblasti spektra       – fingerprint – 900 – 1300 cm^-1

   – charkteristické pásy vazeb – 1300 – 3700

   

   

   Vlivy                     -    skupenství – ν[g] › ν[l] › ν[s] (s – vhodné
   na určení struktury, ne změny)

   -         vodíkové vazby – rostou dipolární interakce

   -         konjugace – menší ν

   -         isotopová záměna  ν = f(1/μ) – D za H apod.  

   

   

   

   

   

   

   


   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

                                       Charakteristické pásy

                   +-----------------------------------------------------------+
                   | Group                             |Frequency Range (cm^-1)|
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |OH stretching vibrations           |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Free OH                          |3610-3645 (sharp)      |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Intramolecular H bonds           |3450-3600 (sharp)      |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Intermolecular H Bonds           |3200-3550 (broad)      |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Chelate Compounds                |2500-3200 (very broad) |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |NH Stretching vibrations           |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Free NH                          |3300-3500              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  H bonded NH                      |3070-3350              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |CH Stretching vibrations           |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  =-C-H                            |3280-3340              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  =C-H                             |3000-3100              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  C-CH3                            |2862-2882, 2652-2972   |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  O-CH3                            |2815-2832              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  N-CH3 (aromatic)                 |2810-2820              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  N-CH3 (aliphatic)                |2780-2805              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  CH2                              |2843-2863,2916-2936    |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  CH                               |2880-2900              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |SH Stretching Vibrations           |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Free SH                          |2550-2600              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C=-N Stretching Vibrations         |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Nonconjugated                    |2240-2260              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Conjugated                       |2215-2240              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C=-C Stretching Vibrations         |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  C=-CH (terminal)                 |2100-2140              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  C-C=-C-C                         |2190-2260              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  C-C=-C-C=-CH                     |2040-2200              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C=O Stretching Vibrations          |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Nonconjugated                    |1700-1900              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Conjugated                       |1590-1750              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Amides                           |~1650                  |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C=C Sretching Vibrations           |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Nonconjugated                    |1620-1680              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Conjugated                       |1585-1625              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |CH Bending Vibrations              |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  CH2                              |1405-1465              |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  CH3                              |1355-1395, 1430-1470   |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C-O-C Vibrations in Esters         |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Formates                         |~1175                  |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Acetates                         |~1240, 1010-1040       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Benzoates                        |~1275                  |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |C-OH Stretching Vibrations         |                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  Secondary Cyclic Alcohols        |990-1060               |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |CH out-of-plane bending vibrations |                       |
                   |                                   |                       |
                   |   in substituted ethylenic systems|                       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  -CH=CH2                          |905-915, 985-995       |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  -CH=CH-(cis)                     |650-750                |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  -CH=CH-(trans)                   |960-970                |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |  C=CH2                            |885-895                |
                   |-----------------------------------+-----------------------|
                   |                                   |                       |
                   +-----------------------------------------------------------+