9. Вплив концентрації гідроксилвмісних сполук на вигляд спектру.

Для ІЧ-спектрів гідроксилвмісних сполук характерні полоси поглинання при 3650-3200 см-1(обумовлені валентними коливаннями зв’язку ОН), 1450-1259 і 750-650 см^-1 (зумовлені відповідно площинними і не площинними деформаційними коливаннями того ж звязку), атакож 1210-1000 см^-1 (пов’язані з валентними коливаннями зв’язку С-О, для фенолів відповідна полоса спостерігається в діапазоні 1260-1180 см^-1)

В спектрах домінує полоса валентних коливань зв’язку О-Н, часто вона широка (40-50см^-1), що пов’язано з розкидом енергій таких коливань внаслідок можливості утворення водневих зв’язків між самими молекулами або з молекулами розчинника.

Водневі зв’язки можуть бути внутрішньомолекулярними і міжмолекулярними. Міжмолекулярні водневі зв’язки руйнуються по мірі розбавлення розчину. Степінь асоціації між молекулами розчинника і розчиненою речовиною мінімальна в розчинниках з невисокою полярністю.

Оскільки зв'язок R-O-H дуже поляризований, то спостерігається інтенсивна смуга поглинання. При збільшенні концентрації ОН груп відбувається асоціація, утворюється димер (смуга зсувається у низькочастотну область, бо зв'язок слабшає). Можуть утворюватись і тримери, тетраметри і т. д, але роздільна здатність приладу не дозволяє їх розділити, тому відбувається накладання смуг різних за формою асоціатів і утворюється широкий сигнал.

При розбавленні того ж розчину буде збільшуватись відносна кількість неасоційованих молекул, а отже смуга буде тоншою. Але така концентраційна залежність характерна тільки для ІЧ спектрів сполук з міжмолекулярними водневими зв’язками. Якщо водневі зв’язки мають внутрішньомолекулярний характер, як, наприклад, у карбонових кислотах, то частота і ширина смуги поглинання ОН груп не залежить від концентрації розчинів.

Щоб виключити вплив водневих зв'язків на інфрачервоні спектри, потрібно проводити дослідження речовин у неполярних апротонних розчинниках, які самі не здатні утворювати водневі зв'язки. Найчастіше з цією метою використовують CCl₄ чи хлороформ. При концентрації речовини порядку 10^-2 10^-3 моль/л концентрація асоціатів у розчині стає незначною.

Тільки у газовій фазі можна побачити вузьку смугу, бо там асоціація не відбувається.

10. Наведіть критерії розрізнення алканів, алкенів, алкінів, аренів за іч-спектрами.

Розрізнити дані сполуки можна за смугами валентних коливань С-Н зв’язку:

ν (Csp³ ─H) = 2970 – 2850 см^-1

ν (Csp²─H) = 3100 – 3000 см^-1

ν (Csp─H) = 3340 – 3330 см^-1

Відрізнити ароматичні сполуки можна по поглинанню в двох областях:

• Дві (щонайменше) смуги в області 1600-1585 та 1500-1400 см^-1, які відповідають скелетним коливанням С-С зв’язку;

• Інтенсивне поглинання в області нижче 900 см^-1, яка відноситься до деформаційних неплощинних коливань С-Н зв’язку ароматичного ядра.

10. Вплив структурних факторівна положення та інтенсивність смуги поглинання подвійних і потрійних зв'язків у вуглеводнях.

В центросиметричних етиленових сполуках це коливання неактивне в ІЧ-спектрі внаслідок заборони по симетрії. Так для етилену і його симетричних гомологів валентне коливання ν _С=С в ІЧ-спектрах не проявляється. Положення смуги валентного коливання С=С в інтервалі 1680-1640 см^-1 залежить від ступеню заміщення біля зв’язку С=С і геометрії молекули (табл..)

Як видно з таблиці, підвищення числа замісників підвищує частоту ν_С=С; для транс-ізомеру частота, як правило вища, а інтенсивність менша (для симетричних може бути відсутня), ніж для цис-ізомеру. Зазвичай подвійні зв’язки в середині ланцюга внаслідок своєї псевдосиметричності призводять до того, що смуги поглинання в таких сполуках слабші, чим у випадку подвійних зв’язків в кінці ланцюга.

Спряження двох зв’язків С=С призводить до появи двох смуг поглинання в області 1650-1600 см^-1. Інтенсивність смуг підвищуються порівняно з інтенсивністю поглинання відповідної не спряженої сполуки. У полієнів в цій області спостерігається кілька смуг, які іноді зливаються в одну широку, причому з підвищенням числа спряжених зв’язків смуги поглинання зміщуються в сторону менших частот.

Особливо сильна взаємодія спостерігаються у випадку кумульованих зв’язків: в коливанні беруть участь усі три атоми карбону аленового угрупування, даючи дві смуги: інтенсивну близько 1950см^-1 (ν_as) і слабку близько 1050 см^-1(ν_s).

Алкіни. Слабка смуга валентних коливань С≡С ацетиленових сполук спостерігається в області 2260-2100 см^-1. Для самого ацетилену і його симетрично-заміщених похідних воно не спостерігається внаслідок симетричності молекули. В спектрах монозаміщених ацетиленів ця смуга спостерігається в області 2140-2100 см^-1. Дизаміщені ацетилени, в яких замісники різні, поглинають більш високочастотній області близько 2260-2190 см^-1. Через симетрію кінцевий потрійний зв’язок дає більш інтенсивну смугу, ніж внутрішній (псевдо симетрія). Інтенсивність смуги підвищується при спряженні з карбонільною групою.