非紅外活性振動

非紅外活性振動

非紅外活性振動(Non infrared vibration absorption)當振動過程中分子的瞬間偶極矩不發生變化時,不產生紅外光的吸收,這種現象稱為非紅外活性振動。把能引起偶極矩變化的振動稱為紅外活性振動;不能引起偶極矩變化的振動稱為非紅外活性振動。

非紅外振動吸收的定義

非紅外活性振動當振動過程中分子的瞬間偶極矩不發生變化時,不產生紅外光的吸收,這種現象稱為非紅外活性振動。

舉例說明

非紅外活性振動 非紅外活性振動
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二氧化碳雖有 振動,但紅外吸收光譜上卻無 =1340 的吸收峰。這是由於二氧化碳是線型分子,雖然兩個C=0鍵的偶極矩都不等於零,但分子的偶極矩是這兩個鍵偶極矩的矢量和,當二氧化碳分子振動處於平衡位置時,由於正、負電荷 重心重合,偶極矩 =0。在對稱伸縮振動過程中正、負電荷重心仍然重合,即r=0 , =0, 偶極矩沒有變化 =0。

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但在不對稱伸縮振動過程中,其中一個鍵伸長,而另一個鍵縮短 ,使正、負電荷重心不重合, , 故 。因此,二氧化碳的不對稱伸縮振動 在 2350 處出峰。由此可見,只有在振動過程中偶極矩發生變化的振動才能吸收能量相當的紅外輻射,在紅外吸收光譜上觀測到吸收峰。故把能引起偶極矩變化的振動稱為紅外活性振動;不能引起偶極矩變化的振動稱為非紅外活性振動。這是由於紅外輻射是具有交變電場與磁場的電磁波,在紅外活性振動過程中,分子的電荷分布發生改變而產生的交變電場,使分子振動與電磁輻射的振盪電場相偶合,便產生分子對紅外輻射的吸收。

紅外光譜吸收的條件

綜上所述,紅外吸收光譜的產生必須滿足兩個條件:

非紅外活性振動 非紅外活性振動
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①紅外輻射的能量必須與分子的振動能級差相等,即 或者 也就是說,分子(或基團)的振動頻率與 振動量子數之差的乘積等於紅外輻射的照射頻率;

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②分子振動過程中其偶極矩必須發生變化,即瞬間偶極矩變化 ,只有紅外活性振動才能產生吸收峰。

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