1。周波数シフト:
* 高い周波数: 水素結合は一般に、より高い振動周波数につながります 関与するグループの場合。これは:
* より強い結合: 水素結合は、ファンデルワールスの力と比較して比較的強い相互作用です。これにより、水素原子とアクセプター原子(酸素や窒素など)の間の結合が強化され、伸びや曲がりがより困難になります。
* 質量の減少: 水素結合に関与する水素原子は、相互作用のために、より大きなユニットの一部と見なすことができます。これにより、振動システムの有効質量が減少し、より高い頻度になります。
* 例: アルコールのO-Hストレッチ振動は、通常、IRスペクトルで約3600cm⁻¹に表示されます。水素結合が発生すると、この周波数は通常、3200〜3500 cm×の範囲で、より高い値にシフトします。
2。バンド広がり:
*水素結合は、IR吸収帯の拡大 。これは、水素結合が静的ではなく、絶えず壊れて改革されているためです。これにより、振動周波数の分布が生じ、鋭いピークではなくより広いバンドが生じます。
3。バンドの強度:
* 強度の増加: 水素結合グループに関連付けられたIRバンドの強度は、しばしば増加します 。これは、極地の水素結合によって作成された双極子モーメントの強化によるものです。
4。追加のバンド:
*場合によっては、水素結合の形成により、追加のIRバンドが表示される可能性があります。これらの新しいバンドは、分子間水素結合と分子内水素結合など、特定のタイプの水素結合に関連していることがよくあります。
実際的な意味:
* 水素結合の識別: 振動周波数とバンドの広がりのシフトは、分子の水素結合の重要な指標です。
* 分子構造の分析: IR分光法を使用して、分子内の水素結合の存在とタイプを決定し、その構造と分子間相互作用に関する洞察を提供します。
* 分子間相互作用の研究: IR分光法は、溶解度、融点、沸点など、さまざまな物理的特性に対する水素結合の効果を研究するための貴重なツールです。
要約すると、水素結合はIR分光法の振動周波数に大きく影響し、バンド強度のシフト、拡大、変化につながります。この効果は、水素結合を特定し、分子の構造と特性を理解するために不可欠です。