13.8 : Regione di frequenza IR: allungamento X–H

Nella spettroscopia IR, i segnali prodotti dai legami X−H (come C−H, O−H o N−H) possono essere osservati nell'intervallo di frequenza di 2700–4000 cm^-1. La vibrazione di allungamento C−H forma delle bande nette nella regione 2850–3000 cm^-1. La presenza della vibrazione di allungamento O−H porta alla formazione di una banda di assorbimento nell'intervallo di frequenza 3650–3200 cm^-1. Allo stesso tempo, l’allungamento N−H può essere confermato da bande di assorbimento nell'intervallo 3500–3100 cm^-1. Sebbene entrambi i legami O−H e N−H vibrino a un intervallo di frequenza simile, il picco corrispondente alle vibrazioni di stretching N−H ha una o due bande di assorbimento nette di intensità inferiore. Se il gruppo O−H è presente nella regione N−H, apparirà come un ampio picco di assorbimento nello spettro IR. 

Un picco netto può confermare la presenza dell’allungamento di O−H libero a 3650–3600 cm^-1. Un picco ampio si osserva a 3400–3300 cm^-1, se i gruppi O−H sono legati all’idrogeno. Ad esempio, nello spettro IR dell'alcol libero, possiamo osservare il picco a 3650–3600 cm^-1, corrispondente all’allungamento di O−H libero. Tuttavia, quando l'alcol è disciolto in acqua, apparirà un picco ampio a 3400–3300 cm^-1 a causa della formazione di legami a idrogeno tra i gruppi O−H. Confrontando la frequenza di assorbimento dei legami C–H, N–H e O–H, è chiaro che il momento di dipolo del legame ha un effetto significativo sulla frequenza di assorbimento. Maggiore è la variazione del momento di dipolo durante la vibrazione, più intenso è l'assorbimento. Per esempio, la vibrazione di allungamento O–H, rispetto a quella di un legame N-H, è accompagnata da una variazione maggiore del momento di dipolo, a causa della maggiore elettronegatività degli atomi di ossigeno. Pertanto, la vibrazione di allungamento O–H è più intensa di quella di C–H e N–H.