13.8 : Obszar częstotliwości IR: rozciąganie X–H

W spektroskopii IR sygnały generowane przez wiązania X−H (takie jak C−H, O−H lub N−H) można zaobserwować w zakresie częstotliwości 2700–4000 cm⁻¹. Drgania rozciągające C−H tworzą ostre pasma w regionie 2850–3000 cm⁻¹. Obecność drgań rozciągających O−H prowadzi do powstania pasma absorpcji w zakresie częstotliwości 3650–3200 cm⁻¹. Jednocześnie obecność drgań rozciągających N−H można potwierdzić dzięki pasmom absorpcji w zakresie 3500–3100 cm⁻¹. Chociaż wiązania O−H i N−H drgają w podobnym zakresie częstotliwości, pasmo odpowiadające drganiom rozciągającym N−H ma jedną lub dwie ostre absorpcyjne linie o niższej intensywności. Jeśli grupa O−H jest obecna w regionie N−H, pojawi się jako szerokie pasmo absorpcyjne w widmie IR.

Ostry pik może potwierdzić obecność swobodnego rozciągania O−H przy 3650–3600 cm^-1. Szeroki pik obserwuje się przy 3400–3300 cm^-1, jeśli grupy O−H są połączone wiązaniami wodorowymi. Na przykład w widmie IR wolnego alkoholu możemy zaobserwować pik przy 3650–3600 cm^-1, co odpowiada swobodnemu rozciąganiu O−H. Jednak gdy alkohol zostanie rozpuszczony w wodzie, szeroki pik pojawi się przy 3400–3300 cm^-1 z powodu tworzenia wiązań wodorowych między grupami O−H. Porównując częstotliwość absorpcji wiązań C–H, N–H i O–H, jasne jest, że moment dipolowy wiązania ma znaczący wpływ na częstotliwość absorpcji. Im większa zmiana momentu dipolowego podczas drgań, tym intensywniejsza absorpcja. Na przykład, drgania rozciągające O–H są połączone z większą zmianą momentu dipolowego niż w przypadku wiązania N–H ze względu na wyższą elektroujemność atomów tlenu. Dlatego drgania rozciągające O–H są intensywniejsze niż ich odpowiedniki C–H i N–H.