Важнейшие характеристические полосы поглощения в области основных частот колебаний органических молекул

ИК-спектроскопия используется главным образом для определения функциональных групп молекулы.

Часто бывает сложно представить многие характеристические колебания сложных функциональных групп в виде совокупности простых валентных и деформационных колебаний. Однако химик-практик должен быть знаком с частотами типичных функциональных групп и пользоваться ими при анализе строения молекулы. При этом необходимо иметь в виду, что положение полосы поглощения конкретной функциональной группы может быть «скорректировано» влиянием других структурных фрагментов молекул. Более детальная информация по интерпретации ИК-спектров отдельных классов органических веществ хорошо изложена в литературных источниках [Сильверстейн, Преч, Куплецкая].

В данном пособии мы остановимся на вопросе идентификации важнейших функциональных групп методом ИК-спектроскопии.

Алкильные группы

Наиболее важными для идентификации алкильных фрагментов (группы СН₃, СН₂) являются полосы поглощения, обусловленные валентными и деформационными колебаниями связи С-Н.

Валентные колебания связи С-Н алкильных фрагментов обнаруживаются в области 3000-2840 см^-1.

Необходимо помнить следующее правило:

Валентные колебания связей С_sp3-Н, как правило, наблюдаются ниже 3000 см^-1, в то время как валентные колебания связей С_sp2-Н и С_sp-Н лежат выше 3000 см^-1

Валентные колебания метильных групп (СН₃) наблюдаются в виде двух полос поглощения при 2962 и 2872 см^-1. Первая – результат антисимметричного (as) валентного колебания, в котором две связи С-Н метильной группы растягиваются, в то время как третья сжимается (ν_as CH₃).

Вторая полоса обусловлена симметричными (s) валентными колебаниями (ν_s CH₃), когда все три связи С-Н растягиваются или сжимаются в фазе. Наличие нескольких метильных групп приводит к увеличению интенсивности соответствующих полос.

Валентные колебания метиленовых групп (СН₂) также наблюдаются в виде двух полос поглощения (2962 и 2853 см^-1), обусловленных антисимметричными (ν_as CH₂) и симметричными (ν_s CH₂) валентными колебаниями.