仪器分析第四版答案-红外.ppt

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1、第十章第十章 红外光谱法习题解答红外光谱法习题解答1.产生红外吸收的条件是什么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是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱谱?为什么为什么?解解:条件条件:激发能与分子的振动能级差相匹配激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化同时有偶极矩的变化.并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性具有红外吸收活性,只有发只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.2.以亚甲基为例说明分子的基本振动模式以亚甲基为例说明分子的基本振动模式.解解:(1)对称与反对称

2、伸缩振动对称与反对称伸缩振动:(2)面内弯曲振动面内弯曲振动:(3)面外弯曲振动面外弯曲振动:3.何谓基团频率何谓基团频率?它有什么重要用途它有什么重要用途?解解:与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率,基团频率大多集中在基团频率大多集中在4000-1350 cm-1，称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团，称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团4.红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程解：基本依据：红外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性，因为每一解：基本依据：红

3、外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性，因为每一化合物都有特征的红外光谱，光谱带的数目、位置、形状、强度均随化化合物都有特征的红外光谱，光谱带的数目、位置、形状、强度均随化合物及其聚集态的不同而不同。定性分析的过程如下：合物及其聚集态的不同而不同。定性分析的过程如下：(1)试样的分离和精制；试样的分离和精制；(2)了解试样有关的资料；了解试样有关的资料；(3)谱图解析；谱图解析；(4)与标与标准谱图对照准谱图对照;(5)联机检索联机检索5.影响基团频率的因素有哪些影响基团频率的因素有哪些?解解:有内因和外因两个方面有内因和外因两个方面.内因内因:(1)电效应电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应；（

4、包括诱导、共扼、偶极场效应；（2）氢键；（）氢键；（3）振动耦）振动耦合；（合；（4）费米共振；（）费米共振；（5）立体障碍；（）立体障碍；（6）环张力。）环张力。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。6.何谓指纹区？它有什么特点和用途？何谓指纹区？它有什么特点和用途？解：在解：在IR光谱中，频率位于光谱中，频率位于1350-650cm-1的低频区称为指纹区指纹区的低频区称为指纹区指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已

5、知物是否相同的准确结论，任何两个化谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的合物的指纹区特征都是不相同的7.将将800nm换算为（）波数；（）换算为（）波数；（）m mm单位单位解解:8.根据下列力常数根据下列力常数k数据，计算各化学键的振动频率（数据，计算各化学键的振动频率（cm-1).(1)乙烷乙烷C-H键，键，-1；(2)乙炔乙炔C-H键，键，-1;(3)乙烷乙烷C-C键，键，-1;(4)苯苯C-C键，键，-1;(5)CH3CN中的中的CN键，键，-1(6)甲醛甲醛C-O键，键，-1;由所得计算值，你认为可以说明一些什么问题？由所得计算值，

6、你认为可以说明一些什么问题？9.氯仿（氯仿（CHCl3)的红外光谱说明的红外光谱说明C-H伸缩振动频率为伸缩振动频率为3100cm-1,对于氘代氯仿对于氘代氯仿（C2HCl3)，其，其C-2H振动频率是否会改变？如果变化的话，是向高波数还是振动频率是否会改变？如果变化的话，是向高波数还是低波数位移？为什么？低波数位移？为什么？解：由于解：由于1H,2H的相对原子质量不同，所以其伸缩振动频率会发生变化的相对原子质量不同，所以其伸缩振动频率会发生变化CHCl3中，中，M=12x1/(12+1)=0.9237C2HCl3中中.M=12x2/(12+2)=1.714,由于由于s s与与M平方根成反比，

7、故氘代氯仿中，平方根成反比，故氘代氯仿中，C-2H键振动频率会向低波数位键振动频率会向低波数位移移10.和是同分异构体，如何应用红外光谱检测它们和是同分异构体，如何应用红外光谱检测它们？解：后者分子中存在解：后者分子中存在-C=O，在，在1600cm-1会有一强吸收带，而前者则无会有一强吸收带，而前者则无此特征峰此特征峰11某化合物在某化合物在3640-1740cm-1区间，区间，IR光谱如下图所示该化合物应是光谱如下图所示该化合物应是氯苯氯苯(I),苯苯(II),或或4叔丁基甲苯中的哪一个？说明理由叔丁基甲苯中的哪一个？说明理由解：应为解：应为III,因为因为IR中在中在1740-2000cm-1之间存在一个双峰，强度较弱，为对位双之间存在一个双峰，强度较弱，为对位双取代苯的特征谱带，而在取代苯的特征谱带，而在2500-3640cm-1之间的两个中强峰，则为之间的两个中强峰，则为CH3-对称与不对对称与不对称伸缩振动的特征谱带称伸缩振动的特征谱带