视频字幕
红外光谱中，分子振动的频率决定了谱图上峰的位置。这个频率受到多种因素的影响。首先是诱导效应，电负性取代基会改变化学键的力常数。其次是共轭效应，大的共轭体系会使电子离域。还有氢键效应，氢键的形成会改变振动频率。最后是振动耦合与费米共振，这些现象会导致谱带的特殊变化。
诱导效应是影响分子振动频率的重要因素。当电负性较大的原子作为取代基时，会通过诱导效应改变相邻化学键的力常数。例如，普通的C-H键振动频率约为2900波数，当氧原子连接到碳原子上时，C-H键的振动频率升高到2950波数，而氯原子的存在会使频率进一步升高到3000波数。这是因为电负性越大的取代基，越能够吸引电子，使相邻键变得更强，振动频率因此升高。
共轭效应对分子振动频率有显著影响。当π-π共轭体系越大时，π键的振动频率会越低。这是因为大的共轭体系使电子更加离域，改变了键的性质。例如，简单的C=O键振动频率约为1715波数，当C=O键与其他π键形成共轭时，频率降低到1680波数，而当C=O键与苯环共轭时，频率进一步降低到1650波数。这种频率的降低反映了共轭效应使键的强度减弱，电子在更大范围内离域分布。
氢键效应是另一个重要的影响因素。氢键的形成会改变相关基团的振动频率，通常使频率下降。这是因为氢键形成后，相关键的力常数减小。例如，游离的O-H键振动频率约为3600波数，当形成氢键时，O-H键的振动频率降低到3200-3500波数范围。在水分子团簇中，由于存在多个氢键，O-H键的振动频率进一步降低到3200-3400波数。这种频率的降低是因为氢键的形成使O-H键长增加，力常数减小，从而导致振动频率降低。
振动耦合与费米共振是影响红外光谱峰位的重要现象。振动耦合发生在频率相近的基团之间，它们可以相互影响，导致原本的单一谱带发生裂分，形成两个或多个峰。费米共振则是当一个基频与另一个振动的倍频或组频非常接近时发生的现象，它们会相互作用，产生特殊的谱线特征，通常表现为强度的重新分布和频率的微调。这些现象使得红外光谱的解析变得更加复杂，但也提供了更多的分子结构信息。