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红外光谱峰展宽:氢键。
13.14
请记住,仅考虑键强度效应而不考虑折合质量因素时,化学键的振动频率与力常数的平方根成正比。
因此,具有较高力常数的强键在吸收红外光时以较高频率振动,而较弱的键则以较低频率振动。
例如,醇和酚中观察到的分子间氢键会削弱现有的 O–H 键,从而影响特征性 O–H 峰的位置。
在极稀溶液或气相中,由于缺乏分子间氢键,会在 ≈3600 cm−1 处出现一个尖锐的峰。
在浓溶液中,由于分子在不同程度上参与了氢键作用,因此在 3200–3550 cm−1 范围内产生一个非常宽的谱带。
在中等稀释溶液中,分别观察到对应于游离态和氢键结合态 O–H 振动的尖锐峰和宽峰。
更重要的是,大位阻基团的存在会阻碍氢键的形成,因此无论醇或酚处于何种物理状态,均仅产生一个尖锐的峰。
键的振动频率与其键强度成正比。因此,较强的键在较高频率下振动,而较弱的键在较低频率下振动。醇和酚(非常稀的溶液或气相状态)中强 O-H 键的拉伸振动在 3600–3650 cm^-1 处呈现为一个尖峰。
然而,氢键的程度会影响观察到的拉伸频率和谱带的展宽。分子间或分子内氢键会削弱 O-H 键,导致键…