6. Силова стала та її фізичне тлумачення.

Різниця енергій ∆E між двома рівнями Е_v та Е_v+1 для гармонічного осцилятора виражається за рівнянням:

, де ,  приведена маса, m₁ і m₂  маси двох атомів, а k – силова стала зв’язку.

Силова стала визначається як друга похідна потенційної енергії по відстані:

Таким чином, у загальному випадку, вона характеризує кривизну поверхні поблизу мінімуму енергетичної кривої, тобто при rr_e.

для двохатомних молекул існує пряма математична залежність між силовою сталою і енергією зв’язку: чим міцніший зв’язок, тим більше значення силової сталої. Проте у випадку багатоатомних молекул кількісної залежності між силовою сталою і енергією зв’язку немає, але якісна залежність між цими величинами зберігається – більшій силовій сталій (більшій кривизні поверхні) відповідає більша енергія зв’язку між атомами.

Силові сталі – величини, які безпосередньо зв’язані з електронною структурою молекул. Вони характеризують деякі структурні елементи останніх: зв’язки, кути, групи атомів.

У випадку багатоатомних молекул силові сталі є параметрами, через які визначається потенційна енергія молекул, яка дорівнює сумі енергії електрон-ядерної, електрон-електронної і ядер-ядерної взаємодій.

7. Залежність положення смуги поглинання карбонільної групи від замісників біля sp2-гібридизованого атома карбону.

Смуга валентного поглинання карбонільної групи має високу інтенсивність і знаходиться в області 1850-1550 см^-1. Спряження карбонільної групи з подвійними зв’язками знижує частоту коливання υ_СО для всіх типів карбонільних сполук на 20 –30 см^-1.

• для α,β-ненасичених альдегідів υ_СО знаходиться в межах 1705 – 1680 см^-1,

• для α,β-ненасичених кетонів – в інтервалі 1685 – 1665 см^-1,

• для α,β-ненасичених кислот 1730 – 1717 см^-1,

• для α,β-ненасичених γ-лактанів – між 1760 і 1740 см^-1.

Збільшення числа ланок CH=CH в спряженому зв’язку створює незначний вплив на положення полоси поглинання карбонільної групи.

Для ефірів к.к. введення подвійного зв’язку в ефірне угрупування суттєво збільшує частоту коливань υ_СО знаходиться вмежах 1770 –1745 см^-1.

Під впливом карбонільної групи положення та інтенсивність смуг поглинання подвійного зв’язку змінюються: частоти знижуються (1640 --1600), інтенсивність збільшується і стає рівною з інтенсивністю смуги поглинання υ_СО. Незважаючи на те, що існує взаємозв’язок коливань C=C та C=O, більш висока частота належить коливанням зв. C=O, а нижча -- C=С.

8. Особливості поглинання 1,2-, 1,3-та 1,4-дикарбонільних сполук.

Смуга валентного поглинання карбонільної групи має високу інтенсивність і знаходиться в області 1850-1550 см^-1. Зміни, що відбуваються при введенні в молекулу другої карбонільної групи залежать від взаємного їх розташування. Між сусідніми карбонільними групами (1,2-дикарбонільні сполуки) існує дуже слабка взаємодія, внаслідок якої зміна частоти коливань не перевищує 5-15см^-1. У випадку сполук, що містять групи C=O в β-положенні (1,3-дикарбонільні сп.) ІЧ-спектр визначається тими структурними перетвореннями, яких зазнають дані сполуки. Як відомо β-дикетони і альдегіди можуть існувати в енольній формі із сильним внутрішньо молекулярним водневим зв’язком, при цьому не буде спостерігатись сигнал карбонільної групи у спектрі.

В β-дикарбонових кислотах спостерігаються дві смуги поглинання карбонільної групи. Наприклад, для малонової кислоти смуги поглинання при 1740 - 1710см¹

В γ- і δ-дикарбонільних сполуках не відбувається суттєвих змін в положенні полос поглинання смуг C=O.