13.8 : ИК-область частот: Растяжение X–H

В ИК-спектроскопии сигналы, создаваемые связями X−H (такими как C−H, O−H или N−H), можно наблюдать в диапазоне частот 2700–4000 см^-1. Валентное колебание C−H образует резкие полосы в области 2850–3000 см^-1. Наличие валентного колебания O−H приводит к образованию полосы поглощения в диапазоне частот 3650–3200 см^-1. В то же время, растяжение N−H можно подтвердить полосами поглощения в диапазоне 3500–3100 см^-1. Несмотря на то, что обе связи O−H и N−H колеблются в схожем диапазоне частот, пик, соответствующий валентным колебаниям N−H, имеет одну или две резкие полосы поглощения меньшей интенсивности. Если группа O−H присутствует в области N−H, она будет проявляться в ИК-спектре как широкий пик поглощения.

Острый пик может подтвердить наличие свободного растяжения O−H при 3650–3600 см^-1. Широкий пик наблюдается при 3400–3300 см^-1, если группы O−H связаны водородными связями. Например, в ИК-спектре свободного спирта мы можем наблюдать пик при 3650–3600 см^-1, соответствующий свободному растяжению O−H. Однако, когда спирт растворяется в воде, широкий пик появится при 3400–3300 см^-1 из-за образования водородных связей между группами O−H. Сравнивая частоту поглощения связей C–H, N–H и O–H, становится ясно, что дипольный момент связи оказывает значительное влияние на частоту поглощения. Чем больше изменение дипольного момента во время колебания, тем интенсивнее поглощение. Например, валентное колебание O–H сопровождается большим изменением дипольного момента, чем у связи N–H из-за более высокой электроотрицательности атомов кислорода. Поэтому валентное колебание O–H интенсивнее, чем у их аналогов C–H и N–H.