C)
walencyjne antysymetryczne (vas CH2)
walencyjne symetryczne (vs CH2)
deformacyjne płaskie nożycowe (<5S CH2)
deformacyjne |
deformacyjne |
deformacyjne |
niepłaskie |
niepłaskie |
płaskie |
wachlarzowe |
skręcające |
wahadłowe |
(co CH2) |
(y CH2) |
(p CH2) |
Rys. 6.36. cd. Drgania walencyjne i deformacyjne w przypadku: c) grupy —CH2—(znaki + i — oznaczup ruchy w kierunku prostopadłym do płaszczyzny rysunku)
o małej intensywności. Pasma harmoniczne (nadtony) odpowiadają częstościom będą cym wielokrotnością jednej z częstości podstawowych, a pasma kombinacyjne — sunilł lub różnicy dwóch różnych częstości podstawowych. W widmie IR występują czasem pasma o dużej intensywności, powstające w wyniku tzw. rezonansu Fermiego. Zacho dzi on wtedy, gdy któraś z częstości harmonicznych ma wartość bliską częstości drganiu podstawowego. W przypadku cząsteczek symetrycznych w widmie IR występują tylko niektóre z 3n — 6 drgań podstawowych, gdyż są czynne tylko te drgania, z którymi zwią zana jest zmiana momentu dipolowego cząsteczki. Oscylacje atomów cząsteczki są ściśli związane z rodzajem drgających atomów, sił ich oddziaływań i sposobem ich ułożeniu w cząsteczce, czyli ze strukturą cząsteczki. Podstawowe rodzaje drgań są następujące:
1) Drgania rozciągające lub walencyjne (ang. strełching) związane są z ruchem atomów powodującym rozciąganie i skracanie długości wiązania chemicznego. Mop być symetryczne i antysymetryczne.
2) Drgania deformacyjne — mogą mieć charakter:
a) drgań zginających (ang. bending) —jest to ruch atomów w płaszczyźnie, podc/ir którego kąt między wiązaniami ulega zmianie (mogą mieć charakter drgań nożycowydi lub kołyszących),
li) drgań wahadłowych (ang. wagging) —jest to ruch atomów w zgodnej fazie poza 11 ho /yznę,
c) drgań skręcających (ang. twisting) — atomy poruszają się poza płaszczyznę, i- ilt n do przodu, a drugi do tyłu.
I) Drgania szkieletowe — są to np. drgania pierścienia jako całości.
I*i /.ykłady drgań walencyjnych i deformacyjnych w przypadku nieliniowej cząsteczki iHi|i!lnmowej (H20), liniowej cząsteczki trójatomowej (C02) oraz grupy —CH2— 11 • dstawiono na rys. 6.36.
Widma oscylacyjne cząsteczek bada się za pomocą spektrofotometrów na podczer-* li il Współczesne spektrofotometry IR są urządzeniami skomplikowanymi, bogato wyru it/onymi w urządzenia elektroniczne i komputery, które sterują procesem pomiaro-riit i służą do przetwarzania i analizowania widm.
‘ipektrofotometry IR można podzielić na: klasyczne spektrofotometry IR i spektro-i iMiiiciry IR z transformacją fourierowską.
Kl.isyczny spektrofotometr IR
bchemat ideowy klasycznego dwuwiązkowego spektrofotometru IR przedstawiono i rys 6.37. Podstawowe elementy składowe spektrofotometru IR to: ul źródło promieniowania, li) przerywacz wiązki,
c) pomieszczenie na próbkę badaną i próbkę odniesienia, il) monochromator, r) ilctektor,
11 rejestrator i komputer.
próbka
odniesienia
próbka
lly. (i.37. Schemat dwuwiązkowego spektrofotometru IR; Z — źródło promieniowania, P — przerywacz ii|/ki, M — monochromator, D — detektor, W — wzmacniacz, R — rejestrator, K — komputer