전자 비국재화는 분자 내 여러 원자에 전자가 분포하는 것을 말하며, 단일 원자나 결합에 국한되지 않습니다. 이 현상은 공액 결합이 있는 시스템에서 흔히 볼 수 있습니다. 공액 결합은 단일 및 이중 결합이 번갈아 가며 π 전자가 네트워크를 자유롭게 이동할 수 있는 구조입니다. 전자의 이동은 분자를 안정화하고 IR 분광법에서 관찰되는 진동 주파수를 포함한 다양한 화학적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
IR 분광법에서 전자 비국재화는 결합의 진동(신장) 주파수에 직접적인 영향을 미칩니다. 공액 알켄이나 방향족 화합물과 같은 공액 시스템에서 전자 비국재화는 개별 결합의 이중 결합 특성을 감소시켜 약간 약하게 만듭니다. 결합 강도가 감소하면 결합이 늘어나는 데 필요한 에너지가 낮아져 분리된 이중 결합보다 신축 주파수가 낮아집니다.
예를 들어, 공액 케톤에서 카르보닐기(C=O)는 일반 케톤보다 신축 주파수가 낮습니다. 이 스트레칭은 공액 시스템에서 전자 비국재화로 인해 카르보닐 이중 결합이 부분 이중 결합과 단일 결합 특성을 나타내기 때문입니다. 이러한 변화는 더 낮은 파수에서 피크로 감지될 수 있으며, 샘플 내의 분자 구조와 공액 정도에 대한 통찰력을 제공합니다.
카르보닐 탄소에 연결된 치환기는 공명 및 유도 효과를 통해 스트레칭 주파수에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 에스테르의 카르보닐 그룹은 카르보닐 탄소에 연결된 산소 원자의 우세한 부정적 유도 효과로 인해 C=O에 대한 이중 결합 특성이 더 높아지기 때문에 카르보닐 화합물보다 더 높은 스트레칭 주파수를 보입니다.
아미드에서 질소 원자의 고립 전자쌍은 공명에 참여하여 카르보닐 이중 결합 특성을 감소시킬 수 있습니다. 결과적으로 아미드는 케톤보다 낮은 스트레칭 주파수를 보입니다.
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