与对称伸缩振动不同,CO2的不对称伸缩振动模式会破坏分子的对称中心,导致偶极矩发生变化,因此它是一种红外活泼的振动模式,能够在红外光谱中产生明显的吸收峰。
二氧化碳有哪些基本振动类型?
二氧化碳分子拥有三种基本的振动形式,分别是单一对称伸缩振动、单一对称伸缩振动对应的非红外活性模式,以及两个相互简并的弯曲振动模式。
对于CO2分子的两种伸缩振动方式,我们需要区分其红外活性。其中,对称伸缩振动因为分子对称性保持不变,偶极矩始终为零,所以表现为红外无活性。
在二氧化碳的红外光谱中,我们通常能观测到两个主要的吸收峰,分别对应于反对称伸缩振动和变形振动。理论上应该有四个吸收峰,但由于对称伸缩振动不会引起偶极矩的变化,因此它是红外非活性的,无法产生吸收。
所谓的变形振动实际上包含了面内变形和面外变形两种情况。虽然CO2分子的伸缩振动方式在数量上有两个,但在红外光谱表现上,只有引起偶极矩变化的振动才是活跃的。