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红外光谱:分子振动 - 概述
13.2
具有红外活性的分子表现出两种基本的振动模式,这两种模式会导致红外吸收。
伸缩振动沿化学键轴方向发生,可改变键长。伸缩振动可分为对称伸缩和不对称伸缩。
弯曲振动会改变键角,可分为面内和面外两种模式。剪式振动和摇摆振动属于前者,而摆动振动和扭转振动属于后者。
对于含有 n 个原子的非线性分子(如乙醇),允许的基频振动总数为 3n − 6;然而,对于像 HCl 这样的线性分子,只允许有 3n − 5 个基频振动。
化学键的伸缩振动和弯曲振动发生在特征性的基频吸收频率处,涉及化学键从基态被激发至最低能量激发态的过程。
基频吸收频率的整数倍称为倍频。
两个具有红外活性的振动频率融合产生一个合频带。
基频带与倍频带或组合带相互作用产生的耦合振动导致费米共振。
当红外(IR)辐射穿过通过共价键结合的分子时,分子键会从较低的振动水平过渡到较高的振动水平。因此红外吸收的基本振动运动可以归类为伸缩振动或弯曲振动。
伸缩振动是沿着键线发生的振动运动,它改变了两个键合原子之间的键长或距离。伸缩振动进一步区分为对称的或不对称的。在对称伸缩振动中,两个化学键的同时振动会…