這個離子已知具有四種結(jié)構作用,如(21-XLⅤ)到(21-XLⅧ)。大量的硝酸根絡合物已被研究過。對稱的雙齒結(jié)構(21-XLⅥ)似乎是明顯占優(yōu)勢的,其次是單齒形式(21-XLⅤ)。
自由硝酸根離子具有比較高的對稱性(D3h),因此它的紅外光諧是很簡單的??倢ΨQ的N-O伸縮方式是無紅外活性的,但是雙重簡并的N-O伸縮方式在~1390厘米-1給出一個強帶。還有兩個紅外活性的變形方式,(其中一個是雙重簡并的)在830厘米-1和720厘米-1。當硝酸根以表示在(21-XLⅤ),(21-XLⅥ)或(21-XLⅧ)中任何一種方式配位時,它的有效的對稱性下降為C2v。這就造成簡并性分裂,并且所有六個振動方式都是紅外活性的。因此區(qū)別離子的和配位的硝酸根是容易的。
由于配位的硝酸根離子的兩種最常見的形式具有相同的有效對稱性,因而有相同數(shù)目的紅外活性的振動方式,區(qū)別它們的判據(jù)必須建立在帶的位置上而不是帶的數(shù)目的基礎上。實際上情況非常復雜,沒有完全直接的判據(jù)。這是由于頻率的排列不僅決定于配位的幾何結(jié)構而且決定于配位的強度。雖然可以推測對于(21-XLⅥ),未配位的N=O基團應當在比(21-XLⅤ)的任何吸收帶頻率都高的位置給出一個吸收帶,但是當雙齒配位基與金屬結(jié)合而發(fā)生的極化比單齒配位基弱時,就不一定如此了。
所有的已配位的硝酸根的振動方式在拉曼光譜中也都是活性的,并且似乎由于N-O伸縮引起的拉曼帶的相對強度和它們的去極化比率一起可能成為普遍有效的判據(jù)。
羧酸根離子
討論只限于其中最重要的乙酸根離子;其它羧酸根離子的行為是相似的。在“離子的”乙酸根或在水溶液中,“自由的”CH3CO2-離子具有頻率分別為~1415厘米-1和~1570厘米-1的對稱的和反對稱的C-O伸縮振動方式。這些頻率可以有±20厘米-1的變化。因為即使對于自由離子對稱性也是低的,并且它給出兩個紅外活性的吸收帶,所以對于配位方式的證明必然是由帶的位置而不是帶的數(shù)目得到。當羧基是單齒的,那么C-O鍵之一應當具有增強的雙鍵性質(zhì)和給出高頻率的吸收帶。這樣的吸收帶在1590-1650厘米-1被觀察到了并且被認為是單齒配位的判據(jù)。
對稱的雙齒配位(如在Zn(CH3CO2)2·2H2O和Na[UO2(CH3CO2)3]中)和對稱的橋式配位(如在M2(O2CCH3)4L2和M3O(O2CCH3)6L3型分子中),C-O鍵仍然保持是等價的,它們對于頻率的效應不易推測。事實上還沒有發(fā)現(xiàn)區(qū)分這些情況的判據(jù)。一般地說,重鍵帶出現(xiàn)在1400-1550厘米-1之間,多重性被認為是由于結(jié)合在同一個金屬原子上的CH3CO2基之間的偶合所至。