Реалните молекули са анхармонични осцилатори. При техните нормални трептения участвуват всички атоми, от което следва, че честотата на всяко от тези трептения ще бъде функция на всички силови константи и маси. Независимо от това, благодарение на факта, че само някои от атомите трептят с голяма амплитуда, уравнение (9) може да се използува за приблизителна оценка на положението на абсорбционните ивици.

Силовите константи могат да се пресметнат въз основа на данни от наблюдаваните спектри или чрез квантово-химични методи. В последния случай резултатът зависи силно от дефиницията на използуваното силово поле. При най-опростените разглеждания се вземат под внимание само валентните и деформационни силови константи, а константите на взаимодействие описващи промените на еластичната сила на дадена връзка под влияние на промяната на друга/и връзка/и се пренебрегва. За пресмятане на приблизителната стойност на валентната силова константа на коя да е проста връзка (те имат стойности между 1 и 25 Ncm^-1) Сиберт предлага следната зависимост:

където: k_ab е силовата константа на връзката между атомите A и B, Z_a и Z_b са поредните номера на атомите A и B, а n_a и n_b са главните квантови числа на валентите електрони на A и B.

Силовата константа на дадена връзка е приблизитилно пропорционална на нейната кратност и корелира с порядъка на връзката. Едно емпирично уравнение, дадено от Горди и Орвил-Томас, описва връзката между тези две величини:

където: N - порядъкът на връзката А-В, d - разстоянието между ядрата на атомите A и B, а x_a и x_b - съответните електроотрицателности на A и B.

Тъй като единичните, двойните и тройните връзки имат порядък съответно 1, 2 и 3, следва да се очаква, че съответствуващите им ивици в спектрите ще бъдат разположени в различни негови участъци. Опитните данни потвърждават това предположение. Например, на тройните С@С връзки съответствува абсорбционна ивица около 2200 cm^-1, на двойните С=С - около 1640 cm^-1, а на единичните С-С - около 1150 cm^-1 - вижте таблица 1. Тези стойности на честотите на ивиците са в съгласие с резултата от пресмятането с уравнение (9) от материала "Вибрационна спектроскопия" и се отнасят приблизително както

Честотите на ивиците на групите и връзките, в които участвуват азотни и кислородни атоми са (в грубо приближение) близки до тези на въглерод-въглерод връзките със същата кратност. Причина за това е фактът, че разликите в масите на C, N и O атоми не са много големи. Влиянието на масата върху честотите е значително, когато в съединенията участвуват атоми от трети период: Si, P, S, Cl. За такива групи и връзки честотите на трептене са с около 1000 cm^-1 по-ниски от онези в които участвуват атоми на C, N, O и F, при една и съща кратност.

Таблица 1. Разпределение на валентните и деформационни трептения в средната инфрачервена област.

`
n, cm^-1

Ако единият от атомите на простата връзка е водороден се създават условия групата да трепти характеристично, при това с голяма амплитуда. Поради това, че приведената маса на такива връзки е малка, честотите на трептене ще бъдат високи. Експерименталните данни потвърждават тези предположения: валентните X-H трептения са съсредоточени в най-високочестотната част на средната инфрачервена област - таблица 1. При това за честотите на трептене на  X-H връзките се наблюдава интересна особеност: обратно на очакванията, n(Х-Н) нараства с увеличаване на приведената маса на групите в реда CH > NH > OH = 0.923 > 0.933 > 0.941:

Причина за тази "аномалия" е доминиращото влияние на силовата константа (спрямо влиянието на приведената маса): с нарастване на електроотрицателността в реда C, N, O, връзката Х-Н се скъсява, силовата константа нараства, в резултат на което честотите се повишават.

Електроотрицателността на атомите, образуващи връзката, оказва влияние и върху кратните връзки. Ето защо в рамките на дадения характеристичен интервал, в който по принцип връзките С=С, C=N и С=О се припокриват, може да се очаква, че най-високочестотни ще бъдат ивиците, съответствуващи на карбонилната група. Участъкът, в който ще се прояви n(С=О) в даден клас карбонилни съединения, ще зависи от своя страна от редица фактори, които са разгледани в материала "Фактори, влияещи върху характеристичните честоти и интензитети в ИЧ спектрите".

Както се вижда от таблица 1, ивиците на простите X-Y връзки (X и Y са атоми различни от H) разположени в широк честотен интервал, т.е. те са с ниска характеристичност. Отделните ивици в този интервал подлежат на трудна интерпретация поради техния нисък интензитет, взаимно припокриване, припокриване с деформационни трептения, наличие на резонансни взаимодействия и др. От друга страна обаче, специфичният характер на спектрите на различните химични съединения в тази област (1300-400 cm^-1) е причина тя да бъде наречена област на "дактилоскопичния отпечатък". Спектърът на дадено вещество се проявява именно в този участък като негова физическа характеристика. Да припомним, че разгледаните по-горе характеристични групови честоти са всъщност специфични за съответните функционални групи и връзки. Ето защо, при сравняване на спектрите на познато и непознато химично съединение в тази област, може със значителна увереност да се твърди дали двете съединения са идентични. В тези случаи обаче е много важно спектрите на сравняваните вещества да бъдат регистрирани при едни и същи условия.

Силовите константи на деформационните връзки са около 10 пъти по-малки от тези на валентните. Следователно съответствуващите им ивици ще бъдат разположени при 2-3 пъти по-ниски честоти от тези на валентните връзки. Опитните данни потвърждават тези очаквания: деформационните трептения имат ивици под 1650 cm^-1 - вижте таблица 1.

1.  Г. Андреев. Молекулна спектроскопия, Изд. ПУ “П. Хилендарски”, Пловдив, 1999.

Автор: проф. дхн Георги Андреев