infracrvena spektroskopija

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAOblast zračenja: 10 000 cm - 1 - 100 cm -1Meri se zavisnost transmitancije ( (T)od talasnog broja (ν)() i/ilitalasne dužine (λ).(ν = talasni broj (cm - 1 )ν = frekvencija (Hz)λ = talasna dužina (cm)c = brzina svetlosti (3 x 10 10 cm s - 1 )IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAPrimer: n-dekannInfracrveni spektar n-dekana n(kapilarni film)1

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAIR spektar je okarakterisan sa:- apsorpcionim maksimumom;- apsorpcionim trakama;- oblašću u spektra "otisak prsta molekula";- identifikuje funkcionalne grupe;- kvalitativna analiza;- kvantitativna analiza.IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJA IR ZRAČENJATalasne dužine kompletne IR oblasti su izmednju vidljivog (~800(nm) i mikrotalasnog (1 mm) dela elektromagnetnog spektra.IR oblast je, prema vrsti energetskih prelaza, podeljena na 3 delala:2

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAEnergija u srednjoj IR oblasti odgovara frekvencijama vibracija(oscilovanja) hemijskih veza u nepobudjenim molekulima.Amplituda se povećava, a frekvencija se ne menja.Da bi došlo do apsorpcije IR zračenjauslov je:1. Frekvencija vibracije (oscilacije) hemijske veze (odnosno prirodnafrekvencija) mora biti jednaka frekvenciji zračenja.2. Hemijska veza mora da ima svojstva električnog dipola.Položaj trake zavisi od frekvencije vibracije hemijske veze.Intenzitet trake zavisi od veličine ine promene dipolnog momenta.IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAFREKVENCIJA VIBRACIJE(položaj apsorpcionog maksimuma)3

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAHOOK-ov zakon mehaničkog harmonijskog oscilatora(za dvoatomni molekul):K -konstanta sile hemijske veze(veličina ina proporcionalna jačini veze)µ - redukovana masaIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAFrekvencije vibracije hemijske veze direktno zavisi od jačineveze i mase atoma (veza jača a i K je veće):e):Κν max =CLC2150C=C1650C−C1200 cm -1ν maxPorast mase atoma, odnosno µ, izaziva opadanje ν maxµC-HC-CC-OC-ClClC-BrC-Iν max =300012001100800550500 cm -1ν max4

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAMEHANIČKO KUPLOVANJE VIBRACIJAKuplovanje dovodi do promene frekvencije vibracija.IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAŠto je kuplovanje jače e to je razlika ∆v veća a (primeri su AX 2 grupe:CO 2 , H 2 O, CH 2 , NH 2 , NO 2 , itd.) i kada postoje dve valencione A-X Avibracije – simetrična i asimetrična ( (v s i v as ).5

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAOSNOVNI VIBRACIONI PRELAZI I OVERTONOVIApsorpcija u osnovnom vibracionom delu IR spektra predstavljaKVANTIRAN proces. Energija IR oblasti odgovara razlikama izmedjuvibracionih energetskih nivoa (V=0, 1, 2, itd.).IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAKvantna mehanika + HOOK zakon =>izračunavanje potencijalne energije.6

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJASledi: energija potrebna za prelaz iz osnovnog stanja (V=0) u prvopobudjeno stanje (V=1) jednaka je energiji zračenjačija jefrekvencija ista kao i prirodna frekvencija date hemijske veze:∆V=1- osnovni prelaz (dozvoljen)Energetski prelazi: V 0→2 ~ 2 V 0→1 iV 0→3 ~ 3 V 0 →1∆V> 1 - zabranjeni prelazi (OVERTONOVI)Realan molekul: kombinovane trake (zabranjene trake) - slabetrake na položajima koji odgovaraju zbiru ili razlici frekvencijaosnovnih traka ( (ν 1 + ν 2 ; ν 1 - ν 2 ).IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJABROJ I VRSTA VIBRACIJA U MOLEKULUUkupan broj mogućih vibracija u molekulu za N atoma:razlaganje duž X, , Y i Z osa (stepeni slobode).N=3 (3x3 = 9)Oduzimaju se kretanja u kojima se ne menja meñusobni položajatoma i molekula (3 translacije + 3 rotacije za nelinearni molekul i3 translacije + 2 rotacije za linearni molekul).3N-6 6 (za nelinearni molekul)3N-5 5 (za linearni molekul)7

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAPrimer:H 2 O (nelinearan molekul)CO 2 (linearan molekul)Moguće e vibracije utroatomnim molekulima(H2O i CO2); kretanja vanravni hartije označena susa + (iznad) i - (ispod)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAsimetrične vibracije su uvek na višoj frekvenci od odgovarajućihsimetričnih vibracija.8

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJASlično i za AX 3 grupe.Mehaničko kuplovanje se javlja kod:a) valenciono-deformacionih vibracija;b) deformaciono-deformacionih deformacionih vibracija; ic) osnovnih vibracija- OVERTONOVI.IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAVALENCIONE - istezanja i skraćenja hemijskih veza ("stratching") – νDEFORMACIONE - promene uglova veza ("bending") δ (u ravni); γ (van ravni).Broj apsorpcionih maksimuma u IR spektru je manji od broja mogućihvibracija:a) IR zračenje apsorbuju samo vibracije koje dovode do promene dipolnogmomenta – IR AKTIVNE (ako se ne menja onda je RAMAN-ovaspektroskopija).b) IR spektri visoko simetričnih molekula imaju preklapanja signala zbogDEGENERISANIH vibracija (apsorbuju na istoj frekvenci) i maksimumi mi sesabiraju i traka postaje intenzivnija.c) Frekvencije vibracija u kojima učestvuju uteški atomi (J) usled velikeredukovane mase µ veoma su niske i izlaze iz opsega radaspektrofotometra.d) Neke osnovne trake se ne detektuju zbog slabog intenziteta.ta.9

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA1. Svetlosni izvor2. Pokretni zaklon("Optičkičešalj")3. Rotirajuće e sektorsko ogledalo4. Monohromator(rešetka etka ili prizma)5. Detektor6. Pojačivaivač7. Servomotor8. Pisač9. Uzorak10. Referentna ćelijaIR SPEKTROFOTOMETARDvozračni IRIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAFT IR SPEKTROFOTOMETARMICHELSON-ov interferometar (1880. godine)FOURIER-ova transformacija (1810. godina)1 - Izvor svetlosti2 - Ogledalo koje 50 %zračenja propušta,a 50% reflektuje3 - Pokretno ogledalo4 - Nepokretno ogledalo5 - Uzorak6 - Detektor7 - Računar8 - Interferogram9 - IR spektarJ . Fourier-ova ova tranfsormacija10

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAZa monohromatsku svetlost:I (x) = (ν) Ι cos 2 π ν xI (x) - intenzitet interferisanog zraka;I (ν) - intenzitet zraka frekvencije ν (koji emituje izvor);ν- frekvencija monohromatske svetlosti;x - razlika dužine putanje dva zraka (x max = ±d).Za polihromatsku svetlost:I (x) = (ν1) Ι cos 2 π ν 1 x + Ι (ν2)cos 2 π ν 2 x + ....(ν2) cosIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAPRIPREMA UZORKA1. tečnosti (kapilarni film)2. gasovi3. čvrste supstance(KBr pilula)4. suspenzije i paste5. rastvori(UV/IR silikatne kivete)11

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA1. tečnosti (kapilarni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA2. Gasovi12

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA3. čvrste supstance(KBr pilula)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA13

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA5. rastvori(UV/IR silikatne kivete)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAPrednost FT instrumenta nad klasičnim su:1. Znatno brže e snimanje spektara - Snimanje jednoginterferograma traje od 0,25 (uz razlaganje do 8 cm - 1 ) do 10 s(razlaganje: 0,08 cm - 1 ). Fourier transformaciju obavljajuračunari za deo sekunde. Sa klasičnim dvozračnim aparatomsnimanje spektra traje najmanje nekoliko minuta.2. Veća a osetljivost - Mogu se snimati spektri tragova (osetljivost jedo 10 - 9 g), kao i uzoraka izuzetno malih dimenzija (do nekolikodesetina µm m u prečniku). To, u kombinaciji sa (a), omogućava idirektno povezivanje sa gasnim hromatografom - Poreñenja radi, , zasnimanje spektra pomoću u klasičnog dvozračnog IR instrumentaneophodna je znatno veća a količina ina uzorka, reda veličine ine miligrama.14

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAe) C-H H vibracije ljuljanja:- metilenske grupe:blizu 720 cm - 1 (ρ CH 2)(za 7 i više C-atoma u nizu)(za čvrste supstance javlja sedublet)(za kraće nizove signal je navećim frekvecijama)f) C-H H vibracije vrtenje i klackanja:- metilenske grupe:1350-1250 1250 cm - 1 (slaba traka)(karakteristična za čvrstesupstance i kiseline, amide iestre sa dugim nizovima)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA2. RAZGRANATI ALKANIIste talasne dužine kao i kod n-parafina.a) C-H H vibracije rastezanja- tercijarne C-H C H grupe: 2890 cm - 1 (vrlo slaba traka)b) C-H H vibracije savijanja- gem-DIMETIL grupe: dve jednake trake - 1385-13801380i 1370-1365 1365 cm -1slaba traka - 922-910 910 cm -1- terc-BUTIL grupe: 1395-13851385 i blizu 1370 cm -1(dubiet: interakcija ista jer su CH 3 -grupe na istom C-atomu)slaba traka - 932-926 926 cm -116

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA3. CIKLIČNI ALKANIa) C-H H vibracije rastezanja:3100-2990 cm -1b) C-H H vibracije savijanja:cikloheksan: 1452 cm -1(n-heksanheksan: 1468 cm - 1 )ciklopentan: 1455 cm -1ciklopropan: 1442 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA4. ALKENIAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAa) C=C vibracije rastezanjanekonjugovani linearni alkeni: 1667-1640 1640 cm -1(slaba apsorpcija)monosupstituisani alkeni: blizu 1640 cm -1(umerena apsorpcija)višesupstituisani alkeni: 1670 cm -1-CH=CF2: veoma jaka apsorpcija na 1754 cm -1-CF=CF2: veoma jaka apsorpcija na 1754 cm -1cikloalkeni: 1641-1566 1566 cm -1(ciklobuten: 1641 cm - 1 ;ciklopropen: 1566 cm - 1 )(grupe na prstenu smanjuju frekvencijuapsorpcije)konjugovani alkeni: 1,3-pentadien:1650 cm i1600 cm -1kumulativni alkeni: 2000-1900 cm -117

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-H H vibracije rastezanja:uopšteno trake iznad 3000 cm -1c) C-H H vibracije savijanja:jaka apsorpcija 1000-650 cm -1- vinilgrupa: 1416 cm -1- alenska struktura: 850 cm -1(od =CH 2ljuljanja)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA18

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA19

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA20

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA6. ALKINIAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAa) CΞC C vibracije rastezanja: 2260-2100 cm -1- monosupstituisani alkini:2140-2100 2100 cm -1- disupstituisani alkini:2260-2190 2190 cm -1b) C-H H vibracije rastezanja:3333-3267 3267 cm - 1 (jaka traka)c) C-H H vibracije savijanja:700-610 cm - 1 (jaka, široka traka)(overtonovi 1370-1220 1220 cm - 1 - slaba,široka traka)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA7. MONONUKLEARNI AROMATIČNI UGLJOVODONICInajvažnije nije trake:- na niskoj frekvenciji:C-H H savijanje izvan ravni:900-675 cm - 1 (jaka traka)- na srednjoj frekvenciji:C-H H savijanje u ravni:1300-1000 1000 cm -1C-C C rastezanje (vibracije skeleta):1600-1585 1585 cm -1 i 1500-1400 1400 cm -1- na visokoj frekvenciji:C-H H vibracije rastezanja:3100-3000 3000 cm -1overtonovi: 2000-1650 cm - 1 (slaba apsorpcija)21

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA- monosupstitucija: (d) 787-710 710 i 710-670 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAo-supstitucija: (s) 770-735 735 cm -122

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAm-supstitucija: (t) 895-855; 855; 810-780 i 710-680 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAp-supstitucija: (s) 840-780 cm -123

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,2,3-trisupstitucija: (d) 780-755 755 i 745-705 705 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,2,4-trisupstiucija: (t) 885-855; 855; 825-800 800 i oko 700 cm -124

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,3,5-trisupstitucija: (d) 865-810 810 i 730-675 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,2,3,4, -tetrasupstitucija: (s) oko 800 cm -125

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,2,4,5-tetrasupstitucija:(s) oko 870 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA1,2,3,5-tetrasupstitucija: (s) na 875-840 840 cm -126

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJApentasupstitucija: (s) oko 880 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAheksasupstitucija: nema apsorpcije27

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA6. POLINUKLEARNI AROMATIČNIUGLJOVODONICISlični mononuklearnimaromatičnim ugljovodonicima.IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA8. ALKOHOLI I FENOLI- karakteristične trake su O-HOvibracije rastezanja i C-OCvibracije rastezanja.- ove grupe se kupluju savibracijama susednih grupa.a) rastezanja O-H O H vibracije- jaka, oštra otraka: 3650-35843584cm - 1 (za parnu fazu i veomarazblažene rastvore) –"slobodna" OH-grupa28

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAintramolekulska vodoničnanaveza smanjuje frekvencijuvibracijaa) rastezanja O-H O H vibracije- jaka, oštra otraka: 3650-35843584cm - 1 (za parnu fazu i veomarazblažene rastvore) –"slobodna" OH-grupaIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-O O vibracije rastezanjajaka traka: 1260-1000 1000 cm -1 (zbog kuplovanja sa susednim C-C C C vibracijamamože e se posmatrati asimetrična vibracija C-C-O C O rastezanja)zasićeni tercijarni sekundarnivisoko simetričnizasićeni sekundarniα-nezasićeni eni ili ciklični tercijarnisekundarni, α-nezasićenienisekundarni, aliciklični peto- ili šestočlani prstenzasićeni primarnitercijarni, visoko α-nezasićenienisekundarni, di-α-nezasinezasićenienisekundarni, α-nezasićeni eni ili α-razgranatisekundarni, aliciklični sedmo- ili osmočlani prstenprimarni, α-nezasićeni eni ili/i α-razgranati1205-11241124-10871085-1050< 105029

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAc) O-H vibracije savijanja opšta oblast: 1420-1330 cm -1primarni i sekundarni alkoholi: kuplovanje C-O u ravni saC-H vibracijama klackanjasekundarni alkoholi: oko 1330 cm -1 (mala vrednost udijagnostici)široka traka: 769-650 cm -1 (savijanje izvan ravni)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJACiklohekanol (tečni film)30

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAcis-4-alkilcikloheksanol (KBr pločica)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAtrans-4-alkilcikloheksanol (KBr pločica)31

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA9. ETRI, EPOKSIDI I PEROKSIDIa) C-O vibracije rastezanja (vibracija C-O-C veze)alifatični estri: 1150-1085 cm -1 (jaka apsorpcija)grananje u nizu: razlaganje trakaarilalkil etri: 1275-1200 cm -1 + simetrična trakana 1075-1020 cm -1alkil i arilperoksidi: 1198-1176 cm -1eposkidni prsten: oko 1250 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJARazlikuju se cis- i trans-konfiguracije:trans-izomer ima manju frekvenciju vibracije(dva signala koja su rezultat rotacionih izomera)32

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJA9. KETONIAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAa) C=O vibracije rastezanja• jaka apsorpcija: 1870-1540 cm -1karakteristika: relativno konstantna pozicija;jak intenzitet inezavisnost od interferirajućih traka• položaj C=O trake je definsan sa:(1) fizičkim stanjem;(2) elektronskim i masenim efektima susednih grupa;(3) konjugacijom;(4) vodoničnim vezama (intra i intermolekulskim);(5) naponom u prstenu(referenca je zasićeni alifatčni keton: 1715 cm -1 )IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAsterni efekti: smanjuju planarnost i smanjuju frekvencije vibracijaaceton: 1715 cm -1cikloheksanon: 1715 cm -1ciklopentanon: 1751 cm -1ciklobutanon: 1775 cm -1etilaceton: 1725 cm -133

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-C(=O)-C vibracije rastezanja i savijanjaumerena apsorpcija: 1300-1100 cm -1 (više traka)alifatični ketoni: 1230-1100 cm -1aromatični ketoni: apsorbuju na višim frekvencijamaIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAciklobutanon (tečni film)34

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAciklopentanon (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA10. ALDEHIDIa) C=O vibracija rastezanja(malo viša frekvencija od odgovarajućih metilketona)• jaka traka: 1740-1720 cm -1acetaldehid: 1730 cm -1 supstitucija na α-C atomutrihloracetaldehid: 1768 cm -1 povećava frekvencijubenzaldehid: 1710-1685 cm -1 konjugovani α,β-nezasićenismanjuju frekvencijusalicilaldehid: 1666 cm -1 interna vodonična veza35

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-H vibracije rastezanjaaldehidna C-H apsorpcija: 2830-2695 cm -1(dve umerene trake - Fermijeva rezonanca)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA11. KARBONSKE KISELINEa) O-H vibracije rastezanja(karbonske kiseline u tečnom i čvrstom stanju i razblaženirastvori su vezane kao dimeri)široka traka: 3300-2500 cm -1 (centar oko 3000 cm -1 )36

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C=Q vibracije rastezanja- veoma jaka apsorpcija: oko 1760 cm -1 (za monomer)- jaka apsorpcija: 1720-1706 cm -1 (za dimere)- unutrašnja vodonična veza smanjuje frekvenciju vibracija- nezasićenje u konjugaciji sa karbonilnom grupompovećava frekvenciju vibracija- supstitucija u α-položaju sa elektronegativnim grupama(halogen) blago povećava frekvenciju vibracija -efekat polja: dvostruka karbonilna traka sarotacionom izomerijomIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAc) C-O rastezanje i O-H savijanjedve trake: 1320-1210 cm -1 i 1440-1395 cm -1jedna traka: blizu 920 cm -1 (O-H savijanje izvan ravni)37

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAPropionska kiselina (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAPropionska kiselina (CCl 4 rastvor)38

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAPropionska kiselina (gasna faza)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA12. KARBOKSILATNI ANTONdve jake trake: 1650-1550 cm -1 (v as ) i 1400 cm -1 (v s )O-H trake nema39

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJANa-propionat (KBr pločica)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA13. ESTRI I LAKTONIdve karakteristične trake: C=O i C-O rastezanjea) C=O vibracije rastezanja- zasićeni alifatični estri: 1750-1735 cm -1- konjugacija ima veoma mali dodatni efekat na frekvencijuapsorpcije karbonilne grupevinilacetat: 1776 cm -1fenilacetat. 1770 cm -1etiltrihloracetat: 1770 cm -140

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAkonjugacija smanjuje frekvenciju apsorpcije:γ-laktoni (petočlani prsten):δ-laktoni (šestočlani prsten):IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-O vibracija rastezanjadve asimetrične kuplovane vibracije: oblast 1300-1000 cm -1(C-C(=O)-O i O-C-C)simetrične vibracije nemaju značajC-C(=O)-0:1210-1163 cm -1(šira i jača od C=O vibracija istezanja]41

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAEtilbutirat (etilestar buterne kiseline) (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA14. HALOGENIDI KISELINAa) C=O vibracije rastezanja (jaka apsorpcija)- nekonjugovani hloridi kiselina: 1815-1785 cm -1- konjugovani hloridi kiselina: malo niža frekvencija(razlog je smanjena rezonancija zbog C= grupe)- aromatični hloridi kiselina: jaka traka na 1800-1770 cm -142

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAButiril hlorid (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA15. ANHIDRIDI KARBONSKIH KISELINAa) C=Q vibracije rastezanja- dve trake: v as i v s C=O rastezanjazasićeni aciklični anhidridi: oko 1818 i 1750 cm -1konjugovani aciklični anhidridi: oko 1775 i 1720 cm -1(smanjenja frekvencija zbog rezonancije)ciklični anhidridi sa 5-članova: 1865 i 1783 cm -143

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C-O vibracija rastezanja- jaka traka zbog veze C-C(=O)-O-C(=O)-Cnekonjugovani anhidridi ravnog niza: oko 1047 cm -1ciklični anhidridi: dve trake na 952-909 cm -1 i 1292-1176 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAAnhidrid sirćetne kiseline (CCl4rastvor)44

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA16. AMIDI- karbonilna apsorpcija - AMID I traka(zavisi od stepena vodonične veze)- apsorpcija bilo NH 2 ili NH savijanja - AMID II trakaa) N-H vibracije rastezanja- primarni amidi: za razblažene rastvore dve umerene trake:3520 cm -1 (v as ) i 3400 cm -1 (v s )za čvrste supstance:3350 cm -1 i 3180 cm -1(zbog vodonične veze)- sekundarni amidi: za razblažene rastvore: oko 3500-3400 cm -1za koncentrovane i čvrste supstance: 3330-3060 cm -1(multiplet)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAdimeri: s-cis-konformacijapolimeri: s-trans-konformacija45

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) C—O vibracije rastezanja (amid I)javlja se na nižoj frekvenciji od obične karbonilneapsorpcije zbog rezonantnog efektaprimami amidi: 1650 cm -1 (za čvrste supstance)1690 cm -1 (za razblažene rastvore)1690-1650 cm -1 (za koncentrovanesupstance)sekundarni amidi: 1640 cm -1 (za čvrste supstance)1700-1680 cm -1 (za razblažene rastvore)tercijarni amidi: nezavisni od faze: 1680-1630 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAc) N-H vibracije savijanja (amid II)u čvrstoj fazi: 1655-1620 cm -1 (1/2 - 1/3 intenzitetatrake amid I)u razblaženim rastvorima: 1620-1590 cm -1d) Ostale vibracione trakeC-N rastezanje: oko 1400 cm -1N-H ljuljanje izvan ravni: 800-666 cm -1 (široka trakasrednjeg intenziteta)e) C=O vibracije rastezanjaδ-laktami: oko 1650 cm -1γ-laktami: 1750-1700 cm -1β-laktami: 1760-1730 cm -146

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAButiramid (KBr pločica)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA17. AMINIa) N-H vibracije rastezanja- primarni amini: oko 3500 cm -1 (v as ) i oko 3400 cm -1 (v s )(dublet za razblažene rastvore)- sekundarni amini: 3350-3310 cm -1(singlet, slaba apsorpcija)- alifatični primarni amini: 3400-3330 cm -1 i3330-3250 cm -1- aromatični primarni amini: više frekvcencije (rezonancija)- tercijarni amini: nema apsorpcije u ovoj oblasti47

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) N-H vibracije savijanja- primarni amini: 1650-1580 cm -1(srednja apsorpcija)- sekundarni amini: oko 1515 cm -1- tečni primarni i sekundarni amini: 909-666 cm -1(srednja do jaka apsorpcija N-H ljuljanja)(položaj traka zavisi od stepena vodonične veze)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAc) C-N vibracija rastezanja- primarni, sekundarni i tercijarni alifatični amini:1250-1020 cm -1 (srednja do slaba apsorpcija)- aromatični amini: 1342-1266 cm -1 (jaka apsorpcija)(frekvencija je veća od alifatičnih amina zbog rezonancije)Aromatični amin Oblast apsorpcije (cm -1 )primarni 1340-1250sekundarni 1350-1280tercijarni 1360-131048

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJADietil amin (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAAnilin (CCl 4 rastvor)49

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAN,N-dimetilanilin (tečni film)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA18. AMINO SOLIa) N-H vibracije rastezanja- amonijum jon: 3360-3030 cm -1 (široka traka)- soli primarnih amina: 3000-2800 cm -1 (jaka, širokatraka)(asimetrične i simetrične vibracije rastezanja NH 3 grupe)- soli sekundarnih amina: 3000-2700 cm -1 (jaka traka)2273 cm -1 (multiplet) i oko 2000 cm -1 (umerena)- soli tercijarnih amina: 2700-2250 cm -1- soli kvatrernernog amonijum jona: nema apsorpcije50

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) N-H vibracije savijanja- amonijum jon: 1429 cm -1 (jaka, široka traka)- soli primarnih amina: oko 1660-1575 cm -1 (v as NH 3+ ) i1550-1504 cm -1 (v s NH 3+ )- soli sekundarnih amina: 1620-1560 cm -1- soli tercijarnih amina: slabe apsorpcije, trake bezpraktične vrednostiIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA19. AMINO KISELINE I SOLI AMINO KISELINAAmino kiseline mogu biti u tri oblika:1. Slobodne amino kiseline (cviterjori)2. Hidrohloridna so (ili druge soli)3. Natrijumova so (ili drugog katjona)51

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAa) slobodna primarna amino kiselina ima sledeće apsorpcije- široka, jaka traka NH 3 rastezanja: 3100-2660 cm -1 (m)2600 cm -1 (ot)- overtonovi: oko 2222-2000 cm -1 (kombinacija v as NH 3+savijanja i torziona oscilacija NH 3+ grupe)- torziona oscilacija: oko 500 cm -1- slaba v as NH 3+ traka savijanja: oko 1666-1610 cm -1- karboksilatni anjon: jaka apsorpcija oko 1600-1590 cm -1(v as ) i slaba apsorpcija oko 1400 cm -1 (v s C(=)O 2 rastezanja)IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAb) hidroksilne amino kiseline imaju sledeće apsorpcije- široka, jaka traka apsorpcije O-H i NH 3+ rastezanja:3333-2380 cm -1 (fina multiple struktura)- slaba v as NH 3+ traka savijanja: 1610-1590 cm -1- relativno jaka v s NH 3+ apsorpcija: 1550-1481 cm -1- jaka apsorpcija (C-C(=O)-C) rastezanja: 1220-1190 cm -1- jaka karbonilna apsorpcija: 1755-1730 cm -1(α-amino kiseline hidrohloridi)1730-1700 cm -1(ostale amino kiseline hidrohloridi)52

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAc) Na-soli amino kiselina- N-H vibracije rastezanja: 3400-3200 cm -1- karboksilatni anjon: oko 1600-1590 cm -1 i 1400 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA20. NITRILI- slaba do umerena apsorpcija ON rastezanja:alifatični nitrili: 2260-2240 cm -1- elektronakceptorski supstituenti na α-C atomu smanjujuintenzitet apsorpcije- konjugacija smanjuje frekvenciju vibracije:2240-2222 cm -153

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA21. JEDINJENJA KOJA SADRŽE -CΞN, -C=N,-N=C=O I -N=C=S GRUPE(izodjanidi, izocijanati, tiocijanati i izotiocijanati) CΞN:2273-2000 cm -1Šifove (Schiff) baze (RCH=NR, imini), oksimi, tiazoli,iminokarbonati, guanidini (C=N):1689-1471 cm -1azidi: oko 2140 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA22. JEDINJENJA KOJA SADRŽE -N=N- GRUPUapsorbiju u Ramanovim (Raman) spektrimaazobenzeni: oko 1429 cm -1(slaba apsorpcija zbog nepolame dvostruke veze)54

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA23. KOVALANTNA JEDINJENJA KOJA SADRŽE N-O VEZUNitro jedinjenja, nitrati i nitramini (NO 2 grupa)- v as jaka traka: 1661-1499 cm -1- v s apsorpcija: 1389-1259 cm -1(položaj trake zavisi od supstitucije i nezasićenosti susedstva NO 2 grupe)a) N-O vibracije rastezanjaNitro jedinjenja- nitroalkani: oko 1550 i 1372 cm -1(konjugacija smanjuje frekvenciju: 1550-1500 cm -1 i 1360-1250 cm -1 )- aromatična nitro jedinjenja: isto kao i konjugovani nitroalkaniNitratiNitritiIR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA- N-O vibracije rastezanja: 1660-1625 cm -1 (v as ) i1300-1255 cm -1 (v s )- rastezanje π-veze u N-O vezi: oko 870-833 cm -1- NO 2 vibracije savijanja: oko 763-690 cm -1- N=O rastezanje: 1680-1650 cm -1 (trans-izomeri)- N-O rastezanje: 850-750 cm -11625-1610 cm -1 (cis-izomeri)55

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJANitrozo jedinjenja- primarna i sekundarna alifatična C-nitrozo jedinjenja sunestabilna i premeštaju se u oksime ili dimerizuju- tercijarna i aromatična nitrozo jedinjenja su stabilna i nalazese u obliku monomera u gasnoj fazi ili razblaženimrastvorima i kao dimeri u tečnoj i čvrstoj fazi- alifatična nitrozo jedinjenja (N=O apsorpcija):1585-1539 cm -1- aromatična nitrozo jedinjenja (N=O apsorpcija):1511-1495 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA24. ORGANSKA JEDINJENJA SUMPORAa) S-H vibracije rastezanjaMerkaptani-S-H rastezanje: 2600-2550 cm -1 (slaba traka)b) C-S i C=S vibracije rastezanjaSulfidiC-S vibracije rastezanja: 700-600 cm -1 (slaba traka)Disulfidi-S-S- vibracije rastezanja: 500-400 cm -1 (veoma slaba traka)Tiokarbonilna jedinjenja1250-1020 cm -1 (umerena traka)56

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA25. JEDINJENJA KOJA SADRŽE S-O VEZUa) S=O vibracije rastezanjasulfoksidi: 1070-1030 cm -1 (jaka apsorpcija)sulfoni: 1350-1300 cm -1 (v as CO 2 ) i1160-1120 cm -1 (v s CO 2 ) (jaka traka)sulfonil hloridi: 1410-1380 cm -1 i1204-1170 cm -1 (jake trake)sulfonamidi: 1370-1335 cm -1 i1170-1155 cm -1 (jaka traka)sulfonati: 1372-1335 cm -1 i 1195-1168 cm -1sulfati: 1415-1380 cm -1 i 1200-1185 cm -1sulfonske kiseline: 1350-1342 cm -1 i 1165-1150 cm -1sulfonatne soli: oko 1175 cm -1 i 1055 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA26. ORGANSKA HALOGENA JEDINJENJAalifatična C-Cl veza: 850-550 cm -1 (jaka traka)alifatična C-Br veza: 690-515 cm -1 (jaka traka)alifatična C-F veza: 1400-730 cm -1 (jaka traka)aromatična C-Cl veza: 1096-1089 cm -1 (jaka traka)aromatična C-F veza: 1250-1100 cm -1 (jaka traka)57

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA27. JEDINJENJA SILICIJUMAa) Si-H vibracije: rastezanje (oko 2200 cm -1 ) isavijanje (950-800 cm -1 )b) Si-OH i Si-O vibracije:Si-OH rastezanje: 3700-3200 cm -1(isto kao alkoholi)Si-O rastezanje: 1110-830 cm -1 (jaka traka)c) Si-X vibracije rastezanja:Si-Cl: ispod 666 cm -1Si-F: 1000-800 cm -1IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJA28. HETEROAROMATIČNA JEDINJENJAa) C-H vibracije rastezanja:piridini, pirazini, piroli, furani i tiofeni: 3077-3003 cm -1b) N-H vibracije rastezanja: 3500-3220 cm -1(zavisi od stepena vodonične veze, fizičkog stanja ili polarnostirastvarača)58

IR - INFRACRVENA SPEKTROSKOPIJAAPSORPCIJE KARAKTERISTIČNIH GRUPAORGANSKIH JEDINJENJAPRELIMINARNO-BRZO ČITANJE IR-SPEKTARA1. Oko 3500 cm -1 OH vibracije rastezanja2. Od 3350-3200 cm -1 N-H vibracija rastezanja3. Preko 3000 cm -1 C-H vibracije rastezanja aromatičnih jedinjenja4. Ispod 3000 cm -1 C-H vibracije rastezanja zasićenih jedinjenja5. 1800-1680 cm -1 C=O vibracije rastezanja6. 1660-1640 cm -1 C=C vibracije rastezanja7. 1600 cm -1 vibracije rastezanja C-C veza aromatskog jezgra ikonjugovanih (dienskih) sistema8. 1470-1450 cm -1 CH 2 i CH 3 vibracije savijanja9. 1370 cm -1 CH 3 grupa, vibracije savijanja10. 1300-1000 cm -1 jaka apsorpcija vibracija rastezanja C-O veze11. 1000-660 cm -1 C-H vibracija savijanja van ravni kod sistema H-C=C-12. 900-675 cm -1 C-H vibracije savijanja van ravni kod aromata H-C-Ph13. 725 cm-1 n-parafinski nizovi, vibracije ljuljanja CH 2 grupe59