13.2 : Espectroscopia de IV: Vibração Molecular - Visão Geral

Quando a radiação infravermelha (IV) passa por uma molécula ligada covalentemente, as ligações transitam de níveis vibracionais mais baixos para mais altos. Os movimentos vibracionais fundamentais que resultam na absorção infravermelha podem ser classificados como vibrações de estiramento ou flexão.

Vibrações de estiramento são movimentos vibracionais que ocorrem ao longo da linha de ligação, alterando o comprimento da ligação ou a distância entre dois átomos ligados. Elas são ainda distinguidas como simétricas ou assimétricas. No estiramento simétrico, a vibração simultânea de duas ligações se alonga e se contrai juntas. Em contraste, o alongamento assimétrico envolve uma ligação que se move em uma direção enquanto outra ligação se move na direção oposta.

Ao contrário do estiramento, as vibrações de flexão não ocorrem ao longo da linha de ligação; em vez disso, elas alteram o ângulo da ligação. As vibrações de flexão podem ser divididas em flexão no plano e fora do plano. As vibrações de flexão no plano são categorizadas como tesoura (simétrica) e balanço (assimétrica), enquanto a flexão fora do plano é classificada como torção (simétrica) e abano (assimétrica).

Para moléculas não lineares, o número total de vibrações fundamentais permitidas é dado pela fórmula 3n − 6, onde n representa o número de átomos. Em contraste, moléculas lineares como HBr permitem apenas 3n − 5 vibrações fundamentais. Para HBr, apenas um tipo de vibração é possível.

Na espectroscopia de IV, a frequência correspondente à excitação de ligações do estado fundamental para o estado excitado de menor energia é chamada de frequência de absorção fundamental. Os múltiplos integrais das frequências de absorção fundamentais são chamados de sobretons. Qualquer vibração física gera sobretons em uma molécula. A banda produzida devido à fusão de duas frequências vibracionais, que é ativa em IV, é chamada de banda de combinação. Em comparação, a banda resultante da diferença entre duas bandas é chamada de banda de diferença. Além disso, a ressonância de Fermi se refere à vibração acoplada criada pela interação da banda fundamental com o sobretom ou a banda de combinação.