La spectroscopie de vibration de la liaison hydrogène à l’état solide: structure et largeur de la bande νAH

(Service de Spectrochimie Infrarouge et Raman, CNRS, 2, rue Henry-Dunant, 94320 Thiais), France.

Résumé

Les bandes νOH(OD) et νNH(ND) d’un certain nombre de cristaux moléculaires contenant des liaisons hydrogène ont été étudiées par spectroscopies infrarouge et Raman. Quelques résultats expérimentaux obtenus par l’étude de monocristaux en lumière polarisée et l’examen à basse température jusqu’à 20 °K de diverses espèces isotopiques et de cristaux isotopiques mixtes sont présentés. Différents facteurs déterminant la largeur et la structure de la bande νAH, tels que l’effet de corrélation, liaisons hydrogène différentes, modulation de basse fréquence, anharmonicité, résonance de Fermi et la courbe de potentiel à double minimum, sont discutés. On peut montrer que l’importance relative de ces facteurs varie avec la force et le type de la liaison hydrogène et que la largeur intrinsèque d’une bande νAH peut être attribuée principalement à l’anharmonicité exceptionnelle du vibrateur νAH engagé dans une liaison hydrogène.

Abstract

The OH(OD) and NH(ND) stretching bands of a number of hydrogen bonded molecular crystals have been studied by infrared and Raman spectroscopy. Some experimental results obtained by single crystal study in polarised light and by low temperature investigation down to 20 °K of different isotopic species and isotopically diluted crystals are given. Various (actors determining the band breadth and structure, such as correlation field splitting, different hydrogen bonds, low frequency modulation, anharmonicity, Fermi resonances, and double minimum type potential, are discussed. It can be shown that the relative importance of these factors varies with the strength and the type of the hydrogen bond and that the intrinsic breadth of an AH stretching band can be ascribed primarily to the exceptionally large anharmonicity of the hydrogen bonded AH oscillators.