## Verklaren IR-spectrum

Om een IR-spectrum goed te kunnen duiden is altijd een tabel nodig met bekende golfgetallen bij specifieke vibraties. Deze is in vrijwel alle bronnen te vinden (ook in Binas).

Grote moleculen kunnen in theorie veel pieken opleveren in IR-spectra. Een molecuul dat bestaat uit 10 atomen heeft 3 x 10 - 6 = 24 mogelijke vibraties (en dus potentiële pieken). Om een vibratie te kunnen zien moet door de vibratie het dipoolmoment veranderen van het molecuul. Dit verkleint het aantal pieken aanzienlijk. Daarnaast zijn er nog een aantal factoren die ook tot minder pieken kunnen leiden:

- Vibraties met identieke energieën zullen een gelijk golfgetal hebben en elkaar overlappen in het spectrum.
- De intensiteit van de trilling kan te laag zijn om waargenomen te kunnen worden in een IR-spectrum.
- De energie van de trilling ligt buiten het detectiegebied van het IR-apparaat.

Hier rechts staat het spectrum van ethanol in de gasfase. Hier zijn een aantal pieken te zien onder de 1500 cm-1 (rechts daarvan). Deze pieken vallen in het zogenaamde "fingerprint" gebied. Dit wordt zo genoemd omdat de pieken daar moeilijker te karakteriseren zijn, maar wel een unieke vingerafdruk geven van de verbinding in kwestie. Dat gebied kan uitstekend vergeleken worden met spectra van bekende stoffen ter controle.

Er zijn twee duidelijke pieken voor ethanol zichtbaar:

- ~3000 cm-1, deze piek is afkomstig van de C-H strekvibratie in het ethanolmolecuul.
- ~3700 cm-1, deze piek licht erg ver links, dat wil zeggen een hoge bindingsterke en/of lage massa. In dit geval is dat de O-H strekvibratie.

De C-O strekvibratie rond de 1100 cm-1 is ook nog herkenbaar in het spectrum.

Hiernaast is nogmaals het spectrum van ethanol weergegeven, nu is het ethanolmolecuul echter niet in de gasfase (zoals hierboven het geval is) maar in de oplossing gemeten.

Wat opvalt is de ontzettend brede piek rond 3300 cm-1. Dit is de verbreding van de O-H strekvibratie als gevolg van het vormen van waterstofbruggen.

Een waterstofbrug verzwakt de O-H binding, een zwakkere binding levert een piek bij een lager golfgetal. Maar omdat niet alle bindingen exact evenveel verzwakt worden zijn er eigenlijk zeer veel pieken aanwezig, waardoor het in essentie een zeer brede piek wordt. Deze verbreding is kenmerkend voor alle waterstofbrugvormende groepen (mits gemeten in oplossing).

Veel oefenmateriaal (ook voor MS en NMR) vind je op http://www.cheminfo.org/flavor/structuralAnalysis/index.html

Hydrogen Deficiency Index, HDI (Onverzadigdheidsindex)

De HDI is een goed hulpmiddel voor het ophelderen van organische structuren als de molecuulformule al bekend is. De HDI geeft dan aan hoeveel pi-bindingen en/of ringstructuren er zijn in een molecuul.

HDI = 1/2 x ( 2 C + 2 + N - H - X)

Voorbeeld: C6H12O2 De HDI is 1/2 x (2x6 + 2 - 12) = 1 Er is dus maar één dubbele binding in dit molecuul.