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13.9 : 红外频率诊断区域:炔烃和腈的振动

炔烃 (C≡C) 和腈 (C≡N) 官能团均含有三键,并在红外光谱的诊断区域内,在 2100 至 2300 cm^-1 的波数范围内表现出振动吸收特性。

将 C≡C 三键的振动频率与双键和单键的振动频率进行比较,很明显,C≡C 三键表现出比 C=C 双键和 C–C 单键更高的振动频率。同样,C≡N 三键表现出比 C=N 和 C–N 键更高的振动吸收。更高的振动是因为炔烃和腈中涉及三键的碳原子是 sp 杂化的。因此,它们形成的键更短、更强,振动吸收更高。

与双键或芳香环连接的 C≡N 键由于其 π 电子共轭,因此在较低的频率下产生吸收。

由于偶极矩的差异,末端炔烃中的 C≡C 三键比不对称内部炔烃的振动吸收频率更高。在末端炔烃中,三键的振动会引起偶极矩的显著变化,从而产生较大的振动频率。相反,在内部炔烃中,由于 C≡C 键振动引起的键偶极矩变化可以忽略不计。此外,末端炔烃在 3300 cm^-1 处具有 ≡C–H 振动吸收特性。

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IR Frequency RegionAlkyne StretchingNitrile StretchingTriple BondsWavenumber RangeStretching AbsorptionsC C Triple BondsC N BondsSp HybridizationBond Dipole MomentTerminal AlkynesInternal AlkynesVibrational FrequencyC C Bond Stretching

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