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红外吸收光谱法习题

红外吸收光谱法习题
红外吸收光谱法习题

红外吸收光谱法习题

一、填空题

1、一般将多原子分子的振动类型分为振动和振动,前者又可分为振动和反对称伸缩振动,后者可分为

和。

2、红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 、

和 ,其中的应用最广。

3、红外光谱法主要研究振动中有变化的化合物,因此

和等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。

4、在红外光谱中,将基团在振动过程中有变化的称为 ,相反则称为。一般来说,前者在红外光谱图上。

5、红外分光光度计的光源主要有和。

6、基团一OH、一NH;==CH;一CH的伸缩振动频率范围分别出现在

cm-1, cm-1, cm-1。

7、基团一C≡C、一C≡N ;—C=O;一C=N 一C=C—的伸缩振动频率范围分别出现在 cm-1, cm-1, cm-1。

8、区域的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域,称为区;区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的一样,故称为。

二、选择题

1、二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别()

A. 3,2,4

B. 2,3,4

C. 3,4,2

D. 4,2,3

2.乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为()

A. 2,3,3

B. 3,2,8

C. 3,2,7

D. 2,3,7

3、二氧化碳的基频振动形式如下()

(1)对称伸缩 O==C==O (2)反对称伸缩 O==C==O

←→←←

(3)x,y平面弯曲↑O==C==O ↑(4)x,z平面弯曲↑O==C==O ↑

→→

指出哪几个振动形式是非红外活性的?

A .(1),(3) B.(2) C.(3) D. (1)

4、下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH

3CH

2

COH的吸收

带?()

A. 3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1。

B. 3300—3010cm-1,1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。

C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l,1000——650cm-1。

D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。

5、下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱,根据此图指出该化合物为哪一类?()

A.酚 B.含羰基 C.醇 D.烷烃

6、碳基化合物RCOR‘(1), RCOCl(2),RCOCH(3), RCOF(4)中, C==O 伸缩振动频率出现最高者为()

A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)

7、在醇类化合物中, O—H伸缩振动频率随溶液浓度的增加,向低波数方向位移的原因是()

A.溶液极性变大 B.形成分子间氢键随之加强

C.诱导效应随之变大 D.易产生振动偶合

8、傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式()

A.玻璃棱镜 B.石英棱镜 C.卤化盐棱镜 D.迈克尔逊干涉仪

三、计算题

1、计算分子式为C

7H

7

NO的不饱和度。

2、计算分子式为C

6H

6

NCl的不饱和度。

3、羧基(-COOH)中C=O、C-O、O-H等键的力常数分别为12.1N.cm-1、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1,若不考虑相互影响,计算:

(1)各基团的伸缩振动频率;

(2)基频峰的波长与波数;

(3)比较ν(O-H)与ν(C-O),ν(C=O)与ν(C-O),说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。

4、已知CHCl

3

中C-H键和C-Cl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。

(1)试计算CDCl

3

中C-H键的伸缩振动发生的位置;

(2)试计算CHBr

3

中C-Br键的伸缩振动频率。

(假设CHCl

3与CDCl

3

的键力常数K相同,C-Br键与C-Cl的键力常数K相同)

四、问答题

1、分别在95%乙醇溶液和正己烷中测定2-戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中C=O的吸收峰出现在高频区?为什么?

2、不考虑其它因素条件的影响,试指出酸,醛,酯,酰氯和酰胺类化合物中,出现C=O伸缩振动频率的大小顺序。

3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中,除了发现1738,1717有吸收峰外,在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的原因。

4、欲测定某一微细粉末的红外光谱,试说明选用什么样的试样制备方法?为什么?

习题解答

一.填空题

1.一般将多原子分子的振动类型分为伸缩振动和变形振动,前者又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,后者可分为面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。

2.红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区,中红外区和近红外区 ,其中中红外区的应用最广。

3.红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物,因此,除了单原子和同核分子等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。

4.在红外光谱中,将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性 ,相反则

称为红外非活性的。一般来说,前者在红外光谱图上出现吸收峰。

5.红外分光光度计的光源主要有能斯特灯和硅碳棒。

6.基团一OH、一NH;==CH;一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 cm-1, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。

7.基团一C≡C、一C≡N ;—C==O;一C=N,一C=C—的伸缩振动频率范围分别出现在 2400—2100 cm-1, 19000—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。

8.4000—1300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域,称为官能团区;1300—600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的指纹

一样,故称为指纹区。

二、选择题

1.二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别(A)

A. 3,2,4

B. 2,3,4

C. 3,4,2

D. 4,2,3

2.乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为(C)

A. 2,3,3

B. 3,2,8

C. 3,2,7

D. 2,3,7 3.二氧化碳的基频振动形式如下(D)

(1)对称伸缩 O==C==O (2)反对称伸缩 O==C==O

←→←←

(3)x,y平面弯曲↑O==C==O ↑(4)x,z平面弯曲↑O==C==O ↑

→→

指出哪几个振动形式是非红外活性的?

A .(1),(3) B.(2) C.(3) D. (1)

4.下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH

3CH

2

COH的吸收

带?(D)

A. 3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1。

B. 3300—3010cm-1,1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。

C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l,1000——650cm-1。

D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。

1900—1650cm-1为 C==O伸缩振动,3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动(不饱和的其频率高于3000 cm-1),1475——1300cm-1为C—H变形振动(如—CH

3

约在1380—1460cm-1)。

5.下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱,根据此图指出该化合物为哪一类?(B)

A.酚 B.含羰基 C.醇 D.烷烃

6.碳基化合物RCOR ‘

(1), RCOCl (2),RCOCH (3), RCOF (4)中, C==O 伸缩振动频率出现最高者为(D )

A .(1)

B .(2)

C .(3)

D .(4) 7.在醇类化合物中, O —H 伸缩振动频率随溶液浓度的增加,向低波数方向位移的原因是(B )

A .溶液极性变大

B .形成分子间氢键随之加强

C .诱导效应随之变大

D .易产生振动偶合 8.傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 (D )

A .玻璃棱镜

B .石英棱镜

C . 卤化盐棱镜

D .迈克尔逊干涉仪

三、计算题

1、计算分子式为C 7H 7NO 的不饱和度。

2、计算分子式为C 6H 6NCl 的不饱和度。

3、羧基(-COOH )中C =O 、C -O 、O -H 等键的力常数分别为12.1N.cm -1、7.12N.cm -1和5.80N.cm -1,若不考虑相互影响,计算:

(1)各基团的伸缩振动频率; (2)基频峰的波长与波数;

(3)比较ν(O -H )与ν(C -O ),ν(C =O )与ν(C -O ),说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。

解:Ar (H )=1.00794,Ar (O )=15.9994,Ar (C )=12.0107

52

7

17121134=-++=-+

+=n n n U 42

7

16121134=-++=-+

+=n n n

U

)(9.173016

1216121

.121303

1-==+?=cm O C σ

)(777.5109

.17301

1

4m μσ

λ=?=

=

)(1051931039.17301010Hz c ?=??=?=συ )(7.132716

12161212

.71303

1--=+?=cm O C σ

)(532.7107

.13271

1

4m μσ

λ=?=

=

)(101.39831037.13271010Hz c ?=??=?=συ )(6.323416

116180

.51303

1--=+?=cm H O σ )(092.3106

.32341

1

4m μσ

λ=?=

=

)(108.97031036.32341010Hz c ?=??=?=συ

4、已知CHCl 3中C -H 键和C -Cl 的伸缩振动分别发生在3030cm -1与758cm -1。 (1)试计算CDCl 3中C -H 键的伸缩振动发生的位置; (2)试计算CHBr 3中C -Br 键的伸缩振动频率。

(假设CHCl 3与CDCl 3的键力常数K 相同,C -Br 键与C -Cl 的键力常数K 相同)

解:(1)).(992.412

112

1)13033030()1303(122--=+??=?=cm N Ar k H C σ )(5.222312

2122992

.41303

1--=+?=cm D C σ (2)).(04.312

5.35125.35)1303758()1303(122--=+??=?=cm N Ar k Cl C σ

)(1011.21034.70310312

9.79129.7904

.31303

131010Hz c Br C ?=??=??+?=?=-συ

四、简答题

1、分别在95%乙醇溶液和正己烷中测定2-戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中C =O 的吸收峰出现在高频区?为什么?

答:正己烷溶剂中C =O 的吸收峰出现在高频区,在95%乙醇溶液C =O 的吸收峰出现在低频区。

原因在乙醇溶液中由于C =O 与乙醇中的-OH 之间易形成氢键,使C =O 的双键特征性降低,键的力常数减小,吸收峰向低波数方向移动。

2、不考虑其它因素条件的影响,试指出酸,醛,酯,酰氯和酰胺类化合物中,出现C =O 伸缩振动频率的大小顺序。

答:酰氯, 酸,酯,醛,酰胺。

3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中,除了发现1738,1717有吸收峰外,在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的。 答:试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。

CH 3CCH 2COC 2H

3C

CHCOC 2H 5

O

OH

因此在 IR 谱图上,除了出现 ν(C=C)吸收带外,还应出现 ν(OH)和 ν(C=O)吸收,

ν(C=O)吸收带出现在 1650 cm -1,ν(OH) 吸收带在生成氢键时,可移至3000 cm -1。

4、欲测定某一微细粉末的红外光谱,试说明选用什么样的试样制备方法?为什么?

答:固体研磨法(用KBr 作稀释剂)

红外吸收光谱法习题

一、填空题

1. 在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带,常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)_______; (2)________;

(3)_______; (4)______。

2.乳化剂OP-10的化学名称为:烷基酚聚氧乙烯醚,

化学式:

IR谱图中标记峰的归属:a_____, b____, c______, d____。

3.化合物的红外光谱图的主要振动吸收带应为:

(1)3500~3100 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰

(2)3000~2700 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰

(3)1900~1650 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰

(4)1475~1300 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰

4.在苯的红外吸收光谱图中

(1) 3300~3000cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰

(2) 1675~1400cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰

(3) 1000~650cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰

二、选择题

分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( )

1. Cl

2

(1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 3

2.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( )

(1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的

(2)极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的

(3)分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动

(4)分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是

4.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是 ( )

(1)单质 (2)纯物质 (3)混合物 (4)任何试样

5.以下四种气体不吸收红外光的是 ( )

(1)H

2O (2)CO

2

(3)HCl (4)N

2

6.红外光谱法,试样状态可以是 ( )

(1)气体状态 (2)固体状态 (3)固体,液体状态 (4)气体,液体,固体状态都可以在含羰基的

7.分子中增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( )

(1)向高波数方向移动(2)向低波数方向移动(3)不移动(4)稍有振动

8.红外吸收光谱的产生是由于 ( )

(1)分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (2)原子外层电子、振动、转动能级的跃迁

(3)分子振动-转动能级的跃迁 (4)分子外层电子的能级跃迁

9.色散型红外分光光度计检测器多用 ( )

(1)电子倍增器 (2)光电倍增管 (3)高真空热电偶(4)无线电线圈

10.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( )

(1)玻璃 (2)石英 (3)卤化物晶体 (4)有机玻璃11.一个含氧化合物的红外光谱图在3600~3200cm-1有吸收峰,下列化合物最可能的是( )

(1) CH

3-CHO (2) CH

3

-CO-CH

3

(3) CH

3

-CHOH-CH

3

(4)

CH

3-O-CH

2

-CH

3

12.若C=C键的力常数是1.0×10N/cm,则该键的振动频率是(m C=C=1.0×10-23g) ( )

(1)10.2×1013H

Z (2) 7.7×1013H

Z

(3) 5.1×1013H

Z

(4) 2.6×1013H

Z

三、问答题

1.邻硝基苯酚在1.0mol/L溶液与0.5mol/L溶液中OH伸缩振动频率发生什么变化?为什么?

2.简单说明下列化合物的红外吸收光谱有何不同?

A. CH

3-COO-CO-CH

3

B. CH

3-COO-CH

3

C. CH

3-CO-N(CH

3

)

2

3.某化合物的红外谱图如下。试推测该化合物是否含有羰基 (C=O),苯环及双键(=C=C=)?为什么?

红外吸收光谱法习题参考答案

一、填空题

1.某些振动方式不产生偶极矩的变化,是非红外活性的;

由于分子的对称性,某些振动方式是简并的;

某些振动频率十分接近,不能被仪器分辨;

某些振动吸收能量太小,信号很弱,不能被仪器检出。

2. a峰为n

OH ,b峰为n

CH

,c峰为n

C=C

,d峰为n

C-O-C

3. N-H伸缩 C-H伸缩 C=O伸缩 C-H弯曲

4. Ar-H伸缩 C=C伸缩(苯的骨架) Ar-H弯曲

二、选择题

1. (1)

2.(3)

3.(2)

4.(2) 5 (4) 6.4) 7.(2) 8. (3) 9.(3)

10.(3) 11 (3) 12. (3)

三、问答题

1. 不变化,邻硝基苯酚在上述两个浓度溶液中都生成了分子内氢键,分子内氢

键不受溶液浓度的影响.

2.[答](1) A在1900~1650cm-1有两个C=O伸缩振动吸收峰(振动的偶合)

B, C在1900~1650cm-1只有一个C=O伸缩振动吸收峰

(2) B的C=O吸收峰在波数高的位置

C则在波数相对较低的位置

3.[答]1745 cm-1有强吸收峰,说明有羰基 ( C = O )

3000~ 3100 cm-1,1600 cm-1,1500 cm-1无吸收,说明不含苯环

3000~ 3100 cm-1无吸收,说明不含双键 ( = C = C = )。

四、计算题

1.[答]

1 k

σ=───(────)1/2

2p c m

波数之比为 (k)1/2之比

σ(单) :σ(双) :σ(三) = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/2

1200 : 1667 : 2260 = (k1)1/2 : (k2)1/2 : (k3)1/2

k

: k2 : k3 = 1.0 : 1.91 : 3.6

1

2.[答] σ=1/(2pc)(k/m)1/2 ,σ=1307(k/m)1/2

m(C=O) =6.86 m(C=Cl)=8.97

σ =1307×(12.1/6.86)1/2= 1307×1.33 =1738cm-1

σ=1307×(3.4/8.97)1/2 = 1307×0.616 =805cm-1

3.[答]∵σ (cm-1) = 1307(k/m)1/2

而 σ(cm-1) = 104/l, O-H的折合质量m= 16/(1+16) = 0.9412 104/l= 1307(k/m)1/2

k= (104/1307×2.77)2×0.9412 = 7.18 N/cm

红外光谱法习题[1]

第九章红外光谱法 基本要求:了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达, 掌握红外吸收光谱产生的条件,影响吸收峰位置、峰数和强度的因素, 掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型, 掌握常见基团的特征吸收频率,利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构,了解红外 吸收光谱的实验技术,了解拉曼光谱的原理及应用。 重点:IR光谱产生的条件,影响吸收峰位置,峰数和强度的因素,常见基团的特征吸收频率。 难点:键振动的类型,IR谱解析,FT-IR的原理和特点。 部分习题解答 1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么? 条件:(1)分子的振动或转动必须伴随偶极矩的变化;(2)红外辐射应具有能满足分子产生振动跃迁所需的能量(红外辐射频率等于振动量子数差值和振动频率的乘积) 不是所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。只有满足上述两个条件的分子振动才会产生红外吸收光谱。例如,同核双原子分子(O2、N2、Cl2)等的振动没有红外活性。 5. 计算CO2和H2O的分子振动自由度,它们分别有几种振动形式,在红外吸收光谱中能看到几个吸收普带?数目是否相符?为什么? CO2:线性分子振动自由度3N-5=3*3-5=4 四种振动形式两个吸收带数目不符对称伸缩振动无偶极矩变化,无红外活性,无吸收峰;面内弯曲和面外弯曲振动简并,只显示一个吸收峰。 H2O:非线性分子振动自由度3N-6=3*3-6=3 三种振动形式三个吸收带数目相符 6.判断正误。 (1)对(2)错(3)错(4)对(5)错(6)错 7、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带? (1)CH3 CO2H CO2CH3 (2)C2H3COCH3CH3CH2CH2CHO (3) 解:(1)CH3——COH 在3300~2500cm-1处有v O—H, 其v C=O位于1746~1700cm-1 COCH3无v OH吸收,其v C=O位于1750~1735cm-1(2)C2H5CCH3其v C=O位于1720~1715cm-1 CH3CH2CH2CH 其2820cm-1及2720cm-1有醛基费米共振双峰。 O O O

仪器分析红外吸收光谱法习题及答案

红外吸收光谱法 一.填空题 1.一般将多原子分子的振动类型分为伸缩振动和变形振动,前者又可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动,后者可分为面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。2.红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区,中红外区和近红外区 ,其中中红外区的应用最广。 3.红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物,因此,除了单原子和同核分子等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。 4.在红外光谱中,将基团在振动过程中有偶极矩变化的称为红外活性 ,相反则 称为红外非活性的。一般来说,前者在红外光谱图上出现吸收峰。5.红外分光光度计的光源主要有能斯特灯和硅碳棒。 6.基团一OH、一NH;==CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 cm-1, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。 7.基团一C≡C、一C≡N ;—C==O;一C=N,一C=C—的伸缩振动频率范围分别出现在 2400—2100 cm-1, 1900—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。 8.4000—1300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的,基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域,称为官能团区;1300—600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的指纹一样,故称为指纹区。 二、选择题 1.二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别(A) A. 3,2,4 B. 2,3,4 C. 3,4,2 D. 4,2,3 2.乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为(C) A. 2,3,3 B. 3,2,8 C. 3,2,7 D. 2,3,7 4.下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH 3CH 2 COH的吸收 带?(D) A. 3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1。 B. 3300—3010cm-1,1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。 C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l,1000——650cm-1。 D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。 1900—1650cm-1为 C==O伸缩振动,3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动(不饱和的其频率高于3000 cm-1),1475——1300cm-1为C—H变形振动(如—CH 3 约在1380—1460cm-1)。

红外吸收光谱法试题与答案.

红外吸收光谱法 一、选择题 1. CH 3—CH 3的哪种振动形式是非红外活性的(1) (1)υC-C (2)υC-H (3)δasCH (4)δsCH 2. 化合物中只有一个羰基,却在1773cm -1和1736 cm -1处出现两个吸收峰,这是 因为(3) (1)诱导效应 (2)共轭效应 (3)费米共振 (4)空间位阻 3. 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为(4) (1)玻璃 (2)石英 (3)红宝石 (4)卤化物晶体 4. 预测H 2S 分子的基频峰数为(2) (1)4 (2)3 (3)2 (4)1 5. 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是(4) (1) (2)—C ≡C — (3) (4)—O —H 二、解答及解析题 1. 把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B 的力常数是弹簧A 的力常数的两倍,每个球从静止位置伸长1cm ,哪一个体系有较大的势能。 答:M h hv E k 2π= = ;所以B 体系有较大的势能。 2. 红外吸收光谱分析的基本原理、仪器,同紫外可见分光光度法有哪些相似和不同之处? 答: 相同:红外光谱和紫外光谱都是分子吸收光谱。 不同:紫外光谱是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV; 而红外光谱是分子的振动能级跃迁引起的,同时伴随转动能级跃迁,一般振动能级间隔约为0.05~1eV 。

3. 红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度? 答:波长和波数为横坐标,吸收度或百分透过率为纵坐标 4. C-C (1430cm-1),C-N (1330cm-1),C-O (1280cm-1)当势能V=0和V=1时,比较 C-C ,C-N ,C-O 键振动能级之间的相差顺序为(○ 2) ①C-O >C-N >C-C ; ②C-C >C-N >C-O ; ③C-N >C-C >C-O ; ④C-N >C-O >C-C ; ⑤C-O >C-C >C-N 5. 对于CHCl3、C-H 伸缩振动发生在3030cm-1,而C-Cl 伸缩振动发生在758 cm-1 (1)计算CDCl3中C-D 伸缩振动的位置; (2)计算CHBr3中C-Br 伸缩振动的位置。 答:(1)' 1307v k =- , C-H :=?? ? ??=2 13073030k 5.37 C-D 的伸缩振动频率为 '1307v k =- =1307*√5.37=3028cm-1 6. C-C 、C=C 、C ≡C 的伸缩和振动吸收波长分别为 7.0μm ,6.0μm 和4.5μm 。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。 答: v 1307=- M v K *2 13072 ????? ??= - , C-C 、 C=C 、C ≡C 对应的为1v -、2v -、3v -, 由题知1v - >2v - >3v - 。所以1K >2K >3K 7. 写出CS2分子的平动、转动和振动自由度数目。并画出CS2不同振动形式的示意图,指出哪种振动为红外活性振动? 答:分子自由度=3N=3*3=9,转动自由能=2; 振动自由能=3N-5=9-5=4 ,平动自由能=3N-(3N-5)=5。 8. 下列各分子的碳-碳对称伸缩振动在红外光谱中是活性的还是非活性的。 (1)CH 3-CH 3;活性 (2)CH 3-CCl 3;活性 (3)CO 2;非活性(4)HC ≡CH 非活性 (5) 活性 (6) 非活性 9. Cl 2、H 2S 分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带?为什么?预测可能有的谱带数。 答:Cl2不能,振动自由度数=1,为红外非活性;H2S 能,振动自由度数=3,可能的谱

红外吸附光谱法

红外吸附光谱法的学习 吸附研究方法多种多样,经典的方法有吸热法,比表面积,吸附等温线等。近代研究方法增加了红外光谱法,表面电压法,紫外光电子能谱等多个新研究方法技术。我主要对红外吸附光谱法进行了学习。 红外吸附法可提供吸附质及吸附剂—固体键的资料。通过吸附质在吸附前后红外吸收光谱地位移,考察表面吸附情况。不同的振动频率代表了吸附分子中不同的原子和表面成键。该方法有助于区别物理吸附和化学吸附。物理吸附靠范德华力,一般只能观察到谱带位移,不产生新谱带;而化学吸附形成新的化学键,能出现新谱带。该方法还能确定化学吸附分子的构型,如采用红外光谱测定CO在Pd上的吸附构型,表明覆盖率增加直线式结构增强。下面将具体介绍利用红外光谱仪测定CO在Pd/ Al 2O3 催化剂及载体上的吸附性能。 实验用催化剂系将一定浓度的含活性组分的混合溶液,浸渍于载体,然后经干燥、还原和活化而成。在红外测定前,将样品充分还原后,研磨成小颗粒,置于可用于吸附态测定的漫反射池中。采用 NaCl 做吸收池窗片。首先在高纯氮气吹扫下以 2 ℃ / mi n 的升温速率升至 180 ℃脱气,跟踪记录样品表面脱附情况 , 直至观测到的红外光谱图基本不变化。降至室温后切换为 CO 吸附气,并开始跟踪记录红外光谱图的变化。为防止催化剂表面吸附的物质对下次实验造成影响,每次实验均更换为新鲜催化剂。 首先是CO在载体Al2O3上吸附的红外光谱。众所周知 ,载体的作用不仅是稀释、支撑、分散金属活性组分 ,而且也具有明显的吸附剂特征。图 1 为 120 ℃时 CO 在载体Al2O3上吸附的红外-光谱图。从图 1 中可以看出 , CO 在Al2O3表面上有 HCOO-的形成 ( 1600 cm-1、 1383 cm-1) ,这是由于在Al2O3表面上存在不同的表面OH-可与-吸附在载体上的 CO 生成羧基等表面吸附态 , 即CO + O H-→ HCOO-。另外 , 在Al2O3上不可避免地会吸附少量的水 , 也可促进 HCOO-的生成。从图1还可发现 , 在Al2O3上有少量吸附态HCO3-的生成( 1465 cm-1,1254 cm-1)。 比较不同温度下 CO 在Al2O3上吸附的红外光谱 , 如图 2 所示 , 在室温时 , 可以发现少量的HCO3-吸收峰 ( 1656 cm-1、 1465 cm-1和1254cm-1 ,随着温度升高 , HCO3-吸收峰强度逐-渐减弱。温度至 100 ℃时 ,在 1600 cm-1处出现了一个新峰 , 且随温度的升高而逐渐增强。同时 ,1383 cm-1峰附近的 1349 cm-1处峰也随温度升-高逐渐增大 , 到100 ℃时强度已明显超出 1383cm-1处峰。 1600 cm-1和 1383 cm-1峰分别对应于HCOO-的不对称和对称伸缩振动 , 这说明HCO3-在升温过程中转变为 HCOO-, 至 120 ℃-时催化剂表面只有少量的HCO3-吸附态。 其次是CO 在催化剂Pd表面上吸附的红外光谱研究。图 3 为反应温度 120 ℃时 CO 在 Pd/ Al2O3催-化剂表面上吸附的红外光谱图。图 3 中的 2176cm-1、 2116 cm-1-处峰为

红外吸收光谱法习题与答案解析

六、红外吸收光谱法(193题) 一、选择题 ( 共61题 ) 1. 2 分 (1009) 在红外光谱分析中,用 KBr制作为试样池,这是因为: ( ) (1) KBr 晶体在 4000~400cm-1范围内不会散射红外光 (2) KBr 在 4000~400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性 (3) KBr 在 4000~400 cm-1范围内无红外光吸收 (4) 在 4000~400 cm-1范围内,KBr 对红外无反射 2. 2 分 (1022) 下面给出的是某物质的红外光谱(如图),已知可能为结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪 一结构与光谱是一致的?为什么? ( ) 3. 2 分 (1023) 下面给出某物质的部分红外光谱(如图),已知结构Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ,试问哪一结构 与光谱是一致的,为什么? 4. 2 分 (1068) 一化合物出现下面的红外吸收谱图,可能具有结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ,哪一结构与 光谱最近于一致? 5. 2 分 (1072) 1072 羰基化合物中, C = O 伸缩振动 频率出现最低者为 ( ) (1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分 (1075) 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃 7. 2 分 (1088) 并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到,这是因为 ( ) (1) 分子既有振动运动,又有转动运动,太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的 (3) 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分 (1097) 下列四组数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3- CH2-CH = O的吸收带( ) 9. 2 分 (1104) 请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高? ( ) 10. 2 分 (1114) 在下列不同溶剂中,测定羧酸的红外光谱时,C=O 伸缩振动频率出现最高者为( ) (1) 气体 (2) 正构烷烃 (3) 乙醚 (4) 乙醇 11. 2 分 (1179) 水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( ) (1) 2 个,不对称伸缩 (2) 4 个,弯曲 (3) 3 个,不对称伸缩 (4) 2 个,对称伸缩 12. 2 分 (1180) CO2的如下振动中,何种属于非红外活性振动 ? ( ) (1) ←→ (2) →←→ (3)↑↑ (4 )

仪器分析之红外吸收光谱法试题及答案

红外吸收光谱法习题 一、填空题 1. 在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带,常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)_______; (2)________; (3)_______; (4)______。 2.乳化剂OP-10的化学名称为:烷基酚聚氧乙烯醚, 化学式: IR谱图中标记峰的归属:a_____, b____, c______, d____。 3.化合物的红外光谱图的主要振动吸收带应为: (1)3500~3100 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰 (2)3000~2700 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰 (3)1900~1650 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰 (4)1475~1300 cm-1处,有 ___________________振动吸收峰 4.在苯的红外吸收光谱图中 (1) 3300~3000cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰 (2) 1675~1400cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰 (3) 1000~650cm-1处,由________________________振动引起的吸收峰 二、选择题 分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( ) 1. Cl 2 (1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 3 2.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( ) (1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的 (2)极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的 (3)分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动 (4)分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是 4.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是 ( ) (1)单质 (2)纯物质 (3)混合物 (4)任何

红外光谱法习题参考答案

第十二章 红外吸收光谱法 思考题和习题 8.如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃 烷烃主要特征峰为2 33 ,,,CH s CH as CH H C δδ δ ν -,其中νC-H 峰位一般接近3000cm -1又低 于3000cm -1。 烯烃主要特征峰为H C C C H C -==-=γνν ,,,其中ν=C-H 峰位一般接近3000cm -1又高于3000cm -1。νC=C 峰位约在1650 cm -1。H C -=γ是烯烃最具特征的峰,其位置约为1000-650 cm -1。 炔烃主要特征峰为H C C C H C -≡≡-≡γνν ,,,其中H C -≡ν 峰位在3333-3267cm -1。C C ≡ν峰位 在2260-2100cm -1,是炔烃的高度特征峰。 9.如何在谱图上区别异丙基及叔丁基 当两个或三个甲基连接在同一个C 上时,则吸收峰s CH 3 δ分裂为双峰。如 果是异丙基,双峰分别位于1385 cm -1和1375 cm -1左右,其峰强基本相等。如果是叔丁基,双峰分别位于1365 cm -1和1395 cm -1左右,且1365 cm -1峰的强度约为1395 cm -1的两倍。 10.如何利用红外吸收光谱确定芳香烃类化合物 利用芳香烃类化合物的主要特征峰来确定:

芳氢伸缩振动(=C-H),3100~3000cm-1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm-1 苯环骨架振动(c=c),1650-1430 cm-1,~1600cm-1及~1500cm-1 芳氢面内弯曲振动(β=C-H),1250~1000 cm-1 芳氢面外弯曲振动(=C-H),910~665cm-1 14.试用红外吸收光谱区别羧酸、酯、酸酐。 羧酸的特征吸收峰为v OH、v C=O及OH峰。v OH(单体)~3550 cm-1(尖锐),v OH(二聚体)3400~2500(宽而散),v C=O(单体)1760 cm-1(S),v as C=O(二聚体)1710~1700 cm-1 (S)。羧酸的OH峰位在955~915 cm-1范围内为一宽谱带,其形状较独特。 酯的特征吸收峰为v C=O、v c-o-c峰,具体峰位值是:v C=O~1735cm-1 (S);v c-o-c1300~1000cm-1 (S)。v as c-o-c峰的强度大而宽是其特征。 酸酐的特征吸收峰为v as C=O、v s C=O双峰。具体峰位值是:v as C=O1850~1800 cm-1(s)、v s C=O1780~1740 cm-1 (s),两峰之间相距约60 cm-1,这是酸酐区别其它含羰基化合物主要标志。 7.某物质分子式为C10H10O。测得红外吸收光谱如图。试确定其结构。

第九章--红外光谱法习题[1]教学提纲

第九章--红外光谱法 习题[1]

第九章红外光谱法 基本要求:了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达, 掌握红外吸收光谱产生的条件,影响吸收峰位置、峰数和强度的因素, 掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型, 掌握常见基团的特征吸收频率,利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物 的结构,了解红外吸收光谱的实验技术,了解拉曼光谱的原理及应用。 重点:IR光谱产生的条件,影响吸收峰位置,峰数和强度的因素,常见基团的特征吸收频率。 难点:键振动的类型,IR谱解析,FT-IR的原理和特点。 部分习题解答 1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么? 条件:(1)分子的振动或转动必须伴随偶极矩的变化;(2)红外辐射应具有能满足分子产生振动跃迁 所需的能量(红外辐射频率等于振动量子数差值和振动频率的乘积) 不是所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。只有满足上述两个条件的分子振动才会产生红外吸收光谱。例如,同核双原子分子(O2、N2、Cl2)等的振动没有红外活性。 5. 计算CO2和H2O的分子振动自由度,它们分别有几种振动形式,在红外吸收光谱中能看到几个吸收普带?数目是否相符?为什么? CO2:线性分子振动自由度3N-5=3*3-5=4 四种振动形式两个吸收带数目不符对称伸缩振动无偶极矩变化,无红外活性,无吸收峰;面内弯曲和面外弯曲振动简并,只显示一个吸收峰。 H2O:非线性分子振动自由度3N-6=3*3-6=3 三种振动形式三个吸收带数目相符

6.判断正误。 (1)对 (2)错 (3)错 (4)对 (5)错 (6)错 7、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带? (1)CH 3 2H — (2)C 2 H 3COCH 3 CH 3CH 2CH 2CHO (3 )解:(1)CH 3— —COH 在3300~2500cm -1处有v O —H , 其v C=O 位于1746~1700cm -1 3 无v OH 吸收,其v C=O 位于1750~1735cm -1 (2)C 2H 5CCH 3 其v C=O 位于1720~1715cm -1 CH 3CH 2CH 2CH 其2820cm -1及2720cm -1有醛基费米共振双峰。 v C=O 位于1740~1720cm -1 (3v C=O 吸收频率小于v C=O 吸收频率 8、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收?各由什么类型振动引起? HO —3—CO 2CH 2C≡CH (A ) (B ) 解:(A )C-H : v OH 3700~3200cm -1 δOH 1300~1165cm -1 v CH(O) 2820~2720cm -1双峰 O O O O

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法 第六章红外吸收光谱法 一、选择题 1.在含羰基的分子中,增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( ) (1) 向高波数方向移动 (2) 向低波数方向移动 (3) 不移动 (4) 稍有振动 2. 红外吸收光谱的产生是由于 ( ) (1) 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (2) 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 (3) 分子振动-转动能级的跃迁 (4) 分子外层电子的能级跃迁 3. 色散型红外分光光度计检测器多用 ( ) (1) 电子倍增器 (2) 光电倍增管 (3) 高真空热电偶 (4) 无线电线圈 4.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) (1) 玻璃 (2) 石英 (3) 卤化物晶体 (4) 有机玻璃 -15.一个含氧化合物的红外光谱图在3600,3200cm有吸收峰, 下列化合物最可能 的是 ( ) (1) CH,CHO (2) CH,CO-CH 333 (3) CH,CHOH-CH (4) CH,O-CH-CH 33 323 6. Cl分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( ) 2

(1) 0 (2) 1 (3) 2 (4) 3 7. 下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( ) (1)凡极性分子的各种振动都是红外活性的, 非极性分子的各种振动都不是红外活性的 (2) 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的 (3) 分子的偶极矩在振动时周期地变化, 即为红外活性振动 (4) 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化, 必为红外活性振动, 反之则不是 8. 羰基化合物中, C=O伸缩振动频率最高者为 ( ) O RC) R(1 O C) R F(2 O C) R Cl(3 O C) R Br(4 9.用红外吸收光谱法测定有机物结构时, 试样应该是 ( ) (1) 单质 (2) 纯物质 (3) 混合物 (4) 任何试样 10 以下四种气体不吸收红外光的是 ( ) (1)HO (2)CO (3)HCl (4)N 222 11. 红外光谱法, 试样状态可以是 ( ) (1) 气体状态 (2) 固体状态

红外吸收光谱法习题集和答案(将近200道题)

红外吸收光谱法(总共193题) 一、选择题(共61题) 1. 2 分(1009) 在红外光谱分析中,用KBr制作为试样池,这是因为:( ) (1) KBr晶体在4000?400cm-1围不会散射红外光 (2) KBr在4000?400 cm-1围有良好的红外光吸收特性 (3) KBr在4000?400 cm-1围无红外光吸收 (4) 在4000?400 cm-1围,KBr对红外无反射 2. 2 分(1022) 下面给出的是某物质的红外光谱(如图) ,已知可能为结构i、n或川,试问哪 一结构与光谱是一致的?为什么?() 3. 2 分(1023) 下面给出某物质的部分红外光谱(如图) ,已知结构i、n或川,试问哪一结构 与光谱是一致的,为什么? 30W d / cm 4. 2 分(1068) 一化合物出现下面的红外吸收谱图,可能具有结构i、n、川或w,哪一结构与

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频率出现最低者为 (1) I (2) II (3) III (4) IV 6. 2 分(1075) 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为() (1) 玻璃(2)石英(3)卤化物晶体(4)有机玻璃7. 2 分(1088) 并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到,这是因为() (1) 分子既有振动运动,又有转动运动,太复杂 (2) 分子中有些振动能量是简并的 (3) 因为分子中有C、H、O以外的原子存在 (4) 分子某些振动能量相互抵消了 8. 2 分(1097) 下列四组数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3- CH2-CH = O的吸收带( ) 9. 2 分(1104) 请回答下列化合物中哪个吸收峰的频率最高?() (4)F-C-R O O II OR (),R——C——S—R? (0D), 羰基化合物 R—q—N-R(III),Ar O H s—R(IV) 中,C = O伸缩振动 10. 11. 12. 2 分(1114) 在下列不同溶剂中,测定羧酸的红外光谱时, (1)气体(2)正构烷烃(3)乙醚 2 分(1179) 水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动 (1) 2个,不对称伸缩(2) 4个, ⑶3个,不对称伸缩(4) 2个, 2 分(1180) CO2的如下振动中,何种属于非红外活性振动? (1) <——> (2) f T O= C= O O = C = O 13. 2 分(1181) 苯分子的振动自由度为 (1) 18 (2) 12 2 分(1182) ⑶30 C= O伸缩振动频率出现最高者为 (4)乙醇 弯曲 对称伸缩 (4 ) ⑷31 14.

红外吸收光谱解析

红外吸收光谱法 第一节概述 一、红外光谱测定的优点 20世纪50年代初期,红外光谱仪问世,揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期,已经积累了大量的红外光谱数据,到70年代中期,红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点: 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定,这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收,又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉,易于购置。 4、样品用量小。 二、红外波段的划分 σ=104/λ(λnm σcm-1) 红外波段范围又可以进一步分为远红外、中红外、近红外 波段波长nm 波数cm-1 近红外0.75~2.5 13300~4000 中红外 2.5~15.4 4000~650 远红外15.4~830 650~12 三、红外光谱的表示方法 红外光谱图多以波长λ(nm)或波数σ(cm-1)为横坐标,表示吸收峰的位置,多以透光率T%为纵坐标,表示吸收强度,此时图谱中的吸收“峰”,其实是向下的“谷”。一般吸收峰的强弱均以很强(ε大于200)、强(ε在75-200)、中(ε在25-75)、弱(ε在5-25)、很弱(ε小于5),这里的ε为表观摩尔吸收系数 红外光谱中吸收峰的强度可以用吸光度(A)或透过率T%表示。峰的强度遵守朗伯-比耳定律。吸光度与透过率关系为 A=lg( ) T1 所以在红外光谱中“谷”越深(T%小),吸光度越大,吸收强度越强。第二节红外吸收光谱的基本原理

一、分子的振动与红外吸收 任何物质的分子都是由原子通过化学键联结起来而组成的。分子中的原 子与化学键都处于不断的运动中。它们的运动,除了原子外层价电子跃迁以 外,还有分子中原子的振动和分子本身的转动。这些运动形式都可能吸收外 界能量而引起能级的跃迁,每一个振动能级常包含有很多转动分能级,因此 在分子发生振动能级跃迁时,不可避免的发生转动能级的跃迁,因此无法测 得纯振动光谱,故通常所测得的光谱实际上是振动-转动光谱,简称振转光谱。 1、双原子分子的振动 分子的振动运动可近似地看成一些用弹簧连接着的小球的运动。以双原子 分子为例,若把两原子间的化学键看成质量可以忽略不计的弹簧,长度为r (键 长),两个原子分子量为m 1、m 2。如果把两个原子看成两个小球,则它们之 间的伸缩振动可以近似的看成沿轴线方向的简谐振动,如图3—2。因此可以 把双原子分子称为谐振子。这个体系的振动频率υ(以波数表示),由经典力 学(虎克定律)可导出: C ——光速(3×108 m/s ) υ= K ——化学键的力常数(N/m ) μ——折合质量(kg ) μ= 如果力常数以N/m 为单位,折合质量μ以原子质量为单位,则上式可简 化为 υ=130.2 双原子分子的振动频率取决于化学键的力常数和原子的质量,化学键越强,相对原子质量越小,振动频率越高。 H-Cl 2892.4 cm -1 C=C 1683 cm -1 C-H 2911.4 cm -1 C-C 1190 cm -1 同类原子组成的化学键(折合质量相同),力常数大的,基本振动频率就 大。由于氢的原子质量最小,故含氢原子单键的基本振动频率都出现在中红 外的高频率区。 2、多原子分子的振动 (1)、基本振动的类型 1πμ2c K m 1m 2m 1m2+ K μ

红外光谱分析习题解答

红外光谱分析习题解答 解:影响红外吸收峰强度的主要因素:红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。从基态向第一激 跃迁的概率大,因此基频吸收带一般较强。另外,基频振动过程中偶极矩的变化越大,则其对应的红外吸收越强。因此,如果化学键两 接原子的电负性差异越大,或分子的对称性越差,则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大,其红外吸收也越强,这就是 C=O 的强度大 =C 的原因。一般来说,反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度,伸缩振动的强度大于变形振动的强度。 解:由量子力学可知,简单双原子分子的吸收频率可用下式表示: μπk c 21 (1) A N M M M M )(212 1+ (2) ) 式中: σ为波数(cm -1),c 为光在真空中的速度(310-10cm S -1),k 为化学键力常数(N cm -1) ) 式中: M 1和M 2分别为两种原子的摩尔质量,N A 为阿伏加德罗常数(6.021023mol -1 ) (2)式代入(1)得 2 1212121) (1307 )(221M M M M k M M M M k c N k c A +=+= πμπ 教材P 153公式(10-6)系数为1370有误】 Cl 键的键力常数 1 2 2 12 12 1.0079 .13453.350079.1453.35130729931307-?+?? ???+??? ??cm N M M M M σ 解:依照上题的计算公式

2 1212121) (1307 )(221M M M M k M M M M k c N k c A +=+= πμπ =9 N cm -1,M H =1.0079,M F =18.998代入可计算得到HF 的振动吸收峰频率为4023cm -1 。 解:2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动( C=O ),分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中,其吸收带出现的频率在正己 位于较高处。原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键,导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。而正己烷不能与 形成分子间氢键。 解: 断法则为:若振动前后引起偶极矩的变化的,是具有红外活性的,否则为非红外活性的。因此具有红外活性是:(b )(c )(e ),非 活性 (a )(d )(f )。 ⊕ C C H H H H ⊕ C C H H H C C H H H H (d )C =C 伸缩 (e )C ?H 剪式 (f )C ?H 摇摆 C C H H H H C C H H H H ⊕ ⊕ C C H H H H ⊕ ⊕ (a )C ?H 伸缩 (b )C ?H 伸缩 (c )CH 2扭曲

红外吸收光谱法教案

第六章红外吸收光谱法 基本要点: 1.红外光谱分析基本原理; 2.红外光谱与有机化合物结构; 3.各类化合物的特征基团频率; 4.红外光谱的应用; 5.红外光谱仪. 学时安排:3学时 第一节概述 分子的振动能量比转动能量大,当发生振动能级跃迁时,不 可避免地伴随有转动能级的跃迁,所以无法测量纯粹的振动光谱,而只能得到分子的振动-转动光谱,这种光谱称为红外吸收光谱。 红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。 当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域 的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线,就得到红外光谱。 一、红外光区的划分 红外光谱在可见光区和微波光区之间,波长范围约为0.75 ~ 1000μm,根据仪器技术和应用不同,习惯上又将红外光区分为三个区:近红外光区(0.75 ~ 2.5μm),中红外光区(2.5 ~ 25μm ),远红外光区(25 ~ 1000μm)。

近红外光区(0.75 ~ 2.5μm) 近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团(如O—H、N—H、C—H)伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物,并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区(2.5 ~ 25μm) 绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动,所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时,由于中红外光谱仪最为成熟、简单,而且目前已积累了该区大量的数据资料,因此它是应用极为广泛的光谱区。通常,中红外光谱法又简称为红外光谱法。 远红外光区(25 ~1000μm)该区的吸收带主要是由气体分子中的纯转动跃迁、 振动-转动跃迁、液体和固体中重原子的伸缩振动、某些变角振动、骨架振动以及晶体中的晶格振动所引起的。由于低频骨架振动能很灵敏地反映出结构变化,所以对异构体的研究特别方便。此外,还能用于金属有机化合物(包括络合物)、氢键、吸附现象的研究。但由于该光区能量弱,除非其它波长区间内没有合适的分析谱带,一般不在此范围内进行分析。 红外吸收光谱一般用T~λ曲线或T~ 波数曲线表示。纵坐标为百分透射比T%,因而吸收峰向下,向上则为谷;横坐标是波长λ(单位为μm),或波数(单位为cm-1)。 波长λ与波数之间的关系为: 波数/cm-1=104/(λ / μm) 中红外区的波数范围是4000 ~ 400cm-1。 二、红外光谱法的特点 紫外、可见吸收光谱常用于研究不饱和有机物,特别是具有共轭体系的有机化合物,而红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶

红外光谱法答案详解

习题 1、下列两个化合物,C=O的伸缩振动吸收带出现在较高的波数区的是哪个为什么 答案: a(共轭效应)>b(空间位阻效应让共轭效应减小)。 2、下图为不同条件下,丁二烯(1,3)均聚物的红外光谱图, 试指出它们的键结构。 3、有一化合物C7H8O,它出现以下位置的吸收峰:3040;3380;2940;1460;690;740;不出现以下位置吸收峰:1736;2720;1380;1182.试推断其结构式 作业 1、试述分子产生红外吸收的条件。 2、何谓基团频率影响基团频率位移的因素有哪些 3、仅考虑C=O受到的电子效应,在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中,出现C=O伸缩振动频率的大小顺序应是怎样 4、从以下红外特征数据鉴别特定的苯取代衍生物C8H10: ①化合物A:吸收带在约790和695cm-1处。 ②化合物B:吸收带在约795cm-1处。 ③化合物C:吸收带在约740和690cm-1处。 ④化合物D:吸收带在约750cm-1处。 5、分别在95%乙醇和正已烷中测定2-戊酮的红外光谱,试预测C=O的伸缩振动吸收峰在哪种溶剂中出现的较高为什么 8. 某化合物的化学式为C6H10O,红外光谱如下图所示,

试推断其结构式。 答案: μ=1+6-5=2说明可能是不饱和烃 3000以上无小尖峰,说明双键不在端碳上 1680-羰基1715连接双键导致共轭移到低波位 1618-碳碳双键 1461-CH- 1380、1360-分裂说明异丙基存在 1215、1175-双峰强度相仿验证双甲基在端碳 816-三取代呈链状 。 9. 某化合物的化学式为C8H14O3,红外光谱如下图所示,试推断其结构式。 答案: μ=1+8-7=2 3000以上无小尖峰,1370峰没分裂,说明没有cc双键

(新)红外光谱习题

红外、拉曼光谱习题 一. 选择题 1.红外光谱是( CE ) A :分子光谱 B :原子光谱 C :吸光光谱 D :电子光谱 E :振动光谱 2.当用红外光激发分子振动能级跃迁时,化学键越强,则( CE ) A :吸收光子的能量越大 B :吸收光子的波长越长 C :吸收光子的频率越大 D :吸收光子的数目越多 E :吸收光子的波数越大 3.在下面各种振动模式中,不产生红外吸收的是( AC ) A :乙炔分子中 对称伸缩振动 B :乙醚分子中 不对称伸缩振动 C :CO 2分子中 对称伸缩振动 D :H 2O 分子中对称伸缩振动 E :HCl 分子中H -Cl 键伸缩振动 4.下面五种气体,不吸收红外光的是( D ) A:O H 2 B:2CO C:HCl D:2N 5 分子不具有红外活性的,必须是(ABD ) A:分子的偶极矩为零 B:分子没有振动 C:非极性分子 D:分子振动时没有偶极矩变化 E:双原子分子 6.预测以下各个键的振动频率所落的区域,正确的是( AC ) A:O-H 伸缩振动数在4000~25001-cm B:C-O 伸缩振动波数在2500~15001-cm C:N-H 弯曲振动波数在4000~25001-cm D:C-N 伸缩振动波数在1500~10001-cm E:C ≡N 伸缩振动在1500~10001-cm 7.下面给出五个化学键的力常数,如按简单双原子分子计算,则在红外光谱中波数 最大者是( ) A:乙烷中C-H 键,=k 5.1510?达因1-?cm B: 乙炔中C-H 键, =k 5.9510?达因1-?cm C: 乙烷中C-C 键, =k 4.5510?达因1-?cm D: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510?达因1-?cm

仪器分析_紫外-可见分光光度和红外光谱法习题及参考答案

第三章紫外可见吸收光谱法 一、选择题 1、人眼能感觉到的可见光的波长范围是()。 A、400nm~760nm B、200nm~400nm C、200nm~600nm D、360nm~800nm 2、在分光光度法中,透射光强度(I)与入射光强度(I0)之比I/I0称为( )。 A、吸光度 B、吸光系数 C、透光度 D、百分透光度 3、符合朗伯-比尔定律的有色溶液在被适当稀释时,其最大吸收峰的波长位置( )。 A、向长波方向移动 B、向短波方向移动 C、不移动 D、移动方向不确定 4、对于符合朗伯-比尔定律的有色溶液,其浓度为c0时的透光度为T0;如果其浓度增大1倍,则此溶液透光度的对数为( )。 A、T0/2 B、2T0 C、2lgT0 D、0.5lgT0 5、在光度分析中,某有色物质在某浓度下测得其透光度为T;若浓度增大1倍,则透光度为( )。 A、T2 B、T/2 C、2T D、T1/2 6、某物质的摩尔吸光系数很大,则表明( )。 A、该物质溶液的浓度很大 B、光通过该物质溶液的光程长 C、该物质对某波长的光的吸收能力很强 D、用紫外-可见光分光光度法测定该物质时其检出下限很低 7、在用分光光度法测定某有色物质的浓度时,下列操作中错误的是( )。 A、比色皿外壁有水珠 B、待测溶液注到比色皿的2/3高度处 C、光度计没有调零 D、将比色皿透光面置于光路中 8、下列说法正确的是( )。 A、透光率与浓度成正比 B、吸光度与浓度成正比 C、摩尔吸光系数随波长而改变 D、玻璃棱镜适用于紫外光区 9、在分光光度分析中,常出现工作曲线不过原点的情况。与这一现象无关的情况有( )。 A、试液和参比溶液所用吸收池不匹配 B、参比溶液选择不当 C、显色反应的灵敏度太低 D、被测物质摩尔吸光系数太大 10、质量相等的A、B两物质,其摩尔质量M A>M B。经相同方式发色后,在某一波长下测得其吸光度相等,则在该波长下它们的摩尔吸光系数的关系是( )。 A、εA>εB B、εA<εB C、εA=εB D、2εA>εB 11、影响吸光物质摩尔吸光系数的因素是( )。 A、比色皿的厚度 B、入射光的波长

红外光谱习题答案

红外光谱习题答案

C: 乙烷中C-C 键, =k 4.5510?达因1 -?cm D: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510?达因1 -?cm E:蚁醛中C=O 键, =k 12.3510?达因1 -?cm 8.基化合物中,当C=O 的一端接上电负性基团则(ACE ) A:羰基的双键性增强 B:羰基的双键性减小 C:羰基的共价键成分增加 D:羰基的极性键成分减小 E:使羰基的振动频率增大 9.以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是(E ) A: B: C: D: E: 10.共轭效应使双键性质按下面哪一种形式改变(ABCD ) A:使双键电子密度下降 B:双键略有伸长 C:使双键的力常数变小 D.使振动频率减小 E:使吸收光电子的波数增加 11.下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是(E ) A: B: C: D: E: 12.下面四个化合物中的C=C 伸缩振动频率最小的是(D ) A: B: C: D: 13.两 个化合物(1) ,(2) 如用红外光谱鉴别,主要依 据的谱带是(C )

A(1)式在~33001 -cm 有吸收而(2)式没有 B:(1)式和(2)式在~33001 -cm 都有吸收,后者为双峰 C:(1)式在~22001 -cm 有吸收 D:(1)式和(2)式在~22001 -cm 都有吸收 E: (2)式在~16801-cm 有吸收 14.合物在红外光谱的3040~30101 -cm 及1680~16201 -cm 区域有吸收,则下面五个化合物最可能的是(A ) A : B : C : D : E : 15. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为(C ) A 玻璃 B 石英 C 卤化物晶体 D 有机玻璃 16. 预测H2S 分子的基频峰数为(B ) (A )4 (B )3 (C )2 (D )1 17. CH3—CH3的哪种振动形式是非红外活性的(A ) (A )υC-C (B )υC-H (C )δasCH (D )δsCH 18. 化合物中只有一个羰基,却在1773cm-1和1736 cm-1处出现 两个吸收峰,这是因为(C ) (A )诱导效应 (B )共轭效应 (C )费米共振 (D )空间位阻 19. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目(A ) A 0 B 1 C 2 D 3 20. 红外光谱法, 试样状态可以(D ) A 气体状态 B 固体, 液体状态 C 固体状态 D 气体, 液体, 固体状态都可以 21. 红外吸收光谱的产生是由(C ) A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 C 分子振动-转动能级的跃迁 D 分子外层电子的能级跃迁

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