Идентификация органических соединений. Анисимова Н.А. - 44 стр.

                                           44
  а)                     б)                     а)            б)
            H                      H                                H       H
        C                      C                 H       H
            H                      H                 C                  C

       ~ 1450 см-1            ~ 720 см-1        ~ 1250 см-1        ~ 1250 см-1
                     1                                        2
Рис. 31. Различные виды деформационных колебаний: 1-плоскостные (а-
ножничные, б-маятниковые), 2-неплоскостные (а-веерные, б-крутильные).
Однако следует помнить, что все атомы в молекуле взаимосвязаны между
собой и поэтому в каждом колебании принимают участие соседние связи и
промежуточные углы, т.е. не существует чисто валентных или чисто
деформационных колебаний. Количество основных колебаний в ИК спектре
можно рассчитать, оно зависит от формы молекулы: нелинейная молекула
имеет 3n-6 колебаний, линейная 3n-5, где n-количество атомов в молекуле.
Например, в спектре молекулы метана должно содержаться (3х5)-6=9 полос
поглощения, а в спектре бензола (3х12)-6=30 полос. Однако реальный спектр
любого соединения, как правило, существенно отличается от теоретического. В
ИК спектре проявляются колебания, которые сопровождаются изменением
диполь-дипольного момента молекулы. Для симметричных молекул частоты
колебаний могут совпадать, и в спектре таких соединений появляется вместо
нескольких полос одна – осуществляется, так называемое, вырождение.
Например, в молекуле бензола вместо 30 колебаний проявляется 19. В
молекулах, состоящих из многих атомов, колебания могут быть очень
сложными. Например, в молекуле воды происходят колебания трех разных
типов. В более сложной молекуле ацетона, состоящего из 10 атомов, возможны
колебания 24 типов. Однако не все типы колебаний играют важную роль.
Наиболее заметными для молекулы ацетона являются колебания С=О группы.
Остальную часть молекулы можно условно считать неподвижной.
      При обсуждении полученных ИК спектров обычно используют линейную
шкалу волновых чисел (, см–1), связанных с частотами излучения (, см-1)  =
/с или нелинейную шкалу в микронах. Для перевода волнового числа  (, см–
1
  ) в длину волны, выраженную в микронах (1мк=10-4см-1), используют урав-
нение =10-4/.
      ИК спектр представляет собой график зависимости поглощения или про-
пускания (в %) от частоты  (см–1) или длины волны  (в мкм, см–1). Типичный
пример ИК спектра изображен на рис. 32.
Диапазон ИК излучения 10-15000 см–1 можно подразделить на несколько облас-
тей: 100-400 см–1 дальняя ИК область, 400-4000 см–1 средняя, 4000-15000 см–1
ближняя. В дальнюю ИК область попадают практически только колебания свя-
зи С-Ме. Ближнюю область используют иногда для количественного анализа.
      Спектр органического соединения лежит в диапазоне от 400-4000 см–1 и поз-
воляет идентифицировать эти соединения.