13.8 : Région de fréquence IR: étirement X–H

En spectroscopie IR, les signaux produits par les liaisons X−H (telles que C−H, O−H ou N−H) peuvent être observés dans la gamme de fréquences de 2 700 à 4 000 cm⁻¹. La vibration d'étirement C−H forme des bandes nettes dans la région de 2 850 à 3 000 cm⁻¹. La présence de la vibration d'étirement O−H conduit à la formation d'une bande d'absorption dans la gamme de fréquences de 3 650 à 3 200 cm⁻¹. Dans le même temps, l'étirement N−H peut être confirmé par des bandes d'absorption dans la gamme de 3 500 à 3 100 cm⁻¹. Même si les liaisons O−H et N−H vibrent à une gamme de fréquences similaire, le pic correspondant aux vibrations d'étirement N−H présente une ou deux bandes d'absorption nettes de plus faible intensité. Si le groupe O−H est présent dans la région N−H, il apparaîtra comme un large pic d'absorption dans le spectre IR.

Un pic prononcé peut confirmer la présence de l'étirement O−H libre à 3 650–3 600 cm⁻¹. Un large pic est observé à 3 400–3 300 cm⁻¹ si les groupes O−H sont liés par des liaisons hydrogène. Par exemple, dans le spectre IR de l'alcool libre, nous pouvons observer le pic à 3 650–3 600 cm⁻¹, correspondant à l'étirement O−H libre. Cependant, lorsque l'alcool est dissous dans l'eau, un large pic apparaîtra à 3 400–3 300 cm⁻¹ en raison de la formation de liaisons hydrogène entre les groupes O−H. En comparant la fréquence d'absorption des liaisons C–H, N–H et O–H, il est clair que le moment dipolaire de la liaison a un effet significatif sur la fréquence d'absorption. Plus le changement du moment dipolaire est important pendant la vibration, plus l'absorption est intense. Par exemple, la vibration d'étirement O–H s'accompagne d'un changement de moment dipolaire plus important que celui d'une liaison N–H en raison de l'électronégativité plus élevée des atomes d'oxygène. Par conséquent, la vibration d'étirement O–H est plus intense que celle de ses homologues C–H et N–H.