En detalles. ¿Cómo funciona la vibración molecular en una diatómica si hay enlaces dobles o triples, por ejemplo, O2 o N2?

En general, a medida que aumenta la fuerza de enlace de un enlace en una molécula, hará dos cosas en la curva de energía del oscilador de ese enlace. A medida que el enlace se fortalece, la profundidad de la curva de energía del oscilador aumenta y también aumenta el espacio entre los niveles de energía individuales. Esto hace que el vínculo sea más difícil de romper y requiere más energía que antes. Otro efecto del fortalecimiento de enlaces es el acortamiento de enlaces, y esto desplaza la curva de energía del oscilador hacia distancias de enlace cortas. El acortamiento del enlace también aumenta la pendiente de la región de repulsión nuclear, en efecto estrechando la curva de energía del oscilador alrededor de la región de energía de punto cero (v = 0). Este conjunto de diagramas (dibujado por mí) muestra cómo se ven las diferentes curvas de energía del oscilador anarmónico para los enlaces carbono-carbono.
Con enlaces acortados, la frecuencia de estiramiento carbono-carbono AUMENTA. Esto se observa fácilmente al comparar los espectros infrarrojos de acetileno, etileno y etano, que se han calculado (todos son silenciosos en IR en entornos experimentales, ya que carecen de momentos dipolares). Al observar las vibraciones de estiramiento de los átomos de carbono-carbono, encontramos los siguientes valores de número de onda para los tres tipos de enlaces diferentes:

Un solo enlace CC vibra a 1055 / cm
Un doble enlace CC vibra a 1694 / cm
Un triple enlace CC vibra a 2114 / cm

Inmediatamente vemos que los enlaces CC más fuertes están vibrando a frecuencias más altas, en comparación con los enlaces CC más débiles. Los enlaces CC fuertes también tienen mayores energías de disociación de enlaces en comparación con los enlaces CC débiles. Un vistazo rápido a las energías de disocación de enlace de los tres tipos de enlace CC nos da más información sobre la profundidad de sus curvas de energía del oscilador.

Un solo enlace CC necesita 83-85 kilojulios por mol para separarse.
Un doble enlace CC necesita 146-151 kilojulios por mol para romperse.
Un triple enlace CC necesita 200 kilojulios por mol para romperse.

¡La cantidad de energía proporcionada aquí es la cantidad de energía que necesita para romper todos los enlaces CC en 6.022 × 10 ^ 23 moléculas que contienen el mismo enlace! Las altas energías de disociación surgen de pozos osciladores muy profundos, ya que necesita excitar la molécula mucho más en comparación con un enlace con baja energía de disociación (que tiene un pozo oscilador poco profundo).

Se puede usar una tabla de diferentes enlaces de elementos de la segunda fila para comparar enlaces dobles y triples con enlaces simples. Un número de onda más alto (la unidad utilizada en la espectroscopía infrarroja) representa una frecuencia vibratoria más alta. Los enlaces que muestran un alto número de ondas (en unidades de centímetros inversos) tienen pozos osciladores profundos y requieren mucha energía para disociar los enlaces por completo. Un número de onda alto también significa un enlace más fuerte, un enlace más corto y un enlace que requiere más energía para romperse, en comparación con un enlace que muestra un número de onda bajo. Un enlace que vibra a 2000 / cm es más fuerte que uno que vibra a 1000 / cm.

La tabla para diferentes bonos de la segunda fila está a continuación:
Se hace fácil ver que los enlaces múltiples tienen un mayor número de ondas en comparación con los enlaces simples, y por lo tanto necesitan más energía para separarse. Los enlaces múltiples vibran a frecuencias más altas y, en consecuencia, son más difíciles de excitar, ya que la separación en un pozo oscilador estrecho es mayor que la de un pozo oscilador poco profundo. Es probable que aumentar la fuerza de enlace de un enlace con interacciones orbitales adicionales haga que el oscilador sea más profundo, más estrecho y se desplace hacia distancias de enlace cortas.