第三章红外光谱
一、名词解释
基频峰、倍频峰、费米共振、特征频率区、指纹区
基频峰：当分子吸收一定频率的红外线后，振动能级从基态（V
）跃迁到第一激
发态（V
1
）时所产生的吸收峰，称为基频峰。
倍频峰：如果振动能级从从基态（V
0）跃迁到第二激发态（V
2
）、第三激发态（V
3
）……
所产生的吸收峰称为倍频峰。
费米共振：当一振动的倍频（或组频）与另一振动的基频吸收峰接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，这种倍频（或组频）与基频峰之间的振动偶合称费米共振。
特征频率区：特征谱带区有机化合物的分子中一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域的 4000～1500cm-2 。该区域吸收峰比较稀疏, 容易辨认, 故通常把该区域叫特征谱带区。
红外光谱指纹区：红外吸收光谱上 1500～40Ocm-1的低频区, 通常称为，在核指纹区。该区域中出现的谱带主要是 C-X (X=C,N s O) 单键的伸缩振动以及各种弯曲振动对和确认有机化合物时用处很大。
二、填空
1.红外光谱的产生是由于------------------。
化学键的振动与转动跃迁。
2.红外光谱产生的条件是-----------------------------、
--------------------------------------------------。
红外光谱产生的条件是辐射的能量满足跃迁所需能量，辐射引起偶极矩的变化。
3.红外光谱中影响基团频率位移的因素有外部因素和内部因素，内部因素主要有、、等。此外，振动耦合、费米共振等也会使振动频率位移。
外部因素（样品的状态等）、电子效应（诱导效应、共轭效应和偶极场效应）、空间效应、氢键
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，相反则称为。红外活性，非红外活性。
5.基团-OH和-NH，-C≡N和-C≡CH，-C=C-和-C=N-的伸缩振动频率范围分别是cm-1， cm-1， cm-1。4000—2500(3000) 、 2500—2000 、2000—1500
6.C=O 和C=C 键的伸缩振动谱带,强度大的是______________。C=O
7.在中红外区(4000～4001-cm )中,人们经常把4000～15001-cm 区域称为__________,而把1500～4001-cm 区域称为_____________。官能团区(或特征谱带区)、指纹区
8.氢键效应使OH 伸缩振动频率向______波数方向移动（低或高或不移动）。低
9.随着环张力增大,使环外双键的伸缩振动频率__增加_____________,而使环内双键的伸缩振动频率___减小______________。
10.红外光谱以 波长或波数 为横坐标，以表示 吸收峰 的位置。以 透射率 为纵坐标，表示 吸收强度 ，吸收带为 吸收峰在光谱上的波带位置
11.仅考虑C ＝O 所受到的电子效应，请按高低排出下列物质中
（伸缩振动）的次序：
，
，，，。 答案:
> > > > 。
12.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？
答案: 酰卤>酸>醛>酯>酰胺。
13.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？
答案: 在正已烷较高(极性溶剂的效应）。
14. 从以下红外特征数据鉴别特定的苯取代衍生物C 8H 10：
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。
答案:
三、选择题（单项选择）
1.CH
3—CH
3
的哪种振动形式是非红外活性的
A．υ
C-C
B.υ
C-H
C.δas
CH
D.δs
CH
2.预测H
2
S分子的基频峰数为
A.4
B.3
C.2
D.1
3.下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的是
A. B.—C≡C— C. D.—O—H
4.下面四种气体，不吸收红外光的是：
A. H
2O B. CO
2
C. HCl
D. N
2
5.某种化合物，其红外光谱上3000-2800cm-1,1460 cm-1,1375 cm-1和720 cm-1等处有主要吸收带，该化合物可能是 ______。
A.烷烃；
B.烯烃；
C.炔烃；
D.芳烃；
E.羟基化合物。
6.分子不具有红外活性的者,必须是：( )
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
7.有一含氧化合物，如用红外光谱判断是否为羰基化合物，重要依据的谱带范围为_______。
A. 3500-3200cm-1;
B. 1500-1300 cm-1;
C. 1000-650 cm-1;
D. 1950-1650 cm-1.
8.下列化合物在IR谱的1720cm-1左右有强吸收峰的是 ( )
A. 丙烷
B. 丙烯
C. 丙炔
D. 丙酮
9.线性分子的自由度为：
A：3N-5 B: 3N-6 C: 3N+5 D: 3N+6
10.某化合物在3000-2500cm-1有散而宽的峰，其可能为：
A. 有机酸
B.醛
C.醇
D.醚
11.下列化合物的ν
的频率最大的是：
C=C
A. B. C. D.
12.下列化合物的ν
的频率最大的是：
C=C
A. B. C. D.
13.偕三甲基(特丁基)的弯曲振动的双峰的裂距为：
A 10~20 cm-1 B15~30 cm-1 C 20~30cm-1 D 30cm-1以上
14.在红外吸收光谱图中，2000-1650cm-1和900-650 cm-1两谱带是什么化合物的特征谱带:
A．苯环 B.酯类 C．烯烃 D.炔烃
15.下列化学键的伸缩振动所产生的吸收峰波数最大的是:
A. C=O
B. C-H
C. C=C
D. O-H
16.在醇类化合物中，O-H伸缩振动频率随溶液浓度增加而向低波数移动，原因是
A. 溶液极性变大；
B. 分子间氢键增强；
C. 诱导效应变大；
D. 易产生振动耦合。
17.某化合物在紫外光区未见吸收，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰：3000cm-1左右，1650cm-1。该化合物可能是：
A. 芳香族化合物
B.烯烃
C. 醇
D. 酮
18.乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式两种互变异构体，与烯醇式结构相对应的一组特征红外吸收峰是:
A. 1738cm-1，1717 cm-1
B. 3000cm-1，1650cm-1
C. 3000cm-1，1738cm-1
D. 1717cm-1，1650cm-1
19.某化合物在1500~2800cm-1无吸收，该化合物可能是：
A.烷烃
B. 烯烃
C. 芳烃
D. 炔烃
20.芳香酮类化合物C=O伸缩振动频率向低波数位移的原因为：
A. 共轭效应；
B. 氢键效应；
C. 诱导效应；
D. 空间效应。
频率最大的是（D）
21.下列化合物υ
C=O
22.酰胺类化合物C=O振动频率多出现在1680~1650cm-1范围内，比醛酮C=O伸缩振动频率低的原因为；
A. 共轭效应和形成分子间氢键；
B. 中介效应和形成分子间氢键；
C. 诱导效应和形成分子内氢键；
D. 中介效应和形成分子内氢键。
23.酯类化合物的两个特征谱带是（A ）。
A. 1760~1700cm-1和1300~1000cm-1
B. 1760~1700cm-1和900~650cm-1
C. 3300~2500cm-1和1760~1700cm-1
D. 3000~2700cm-1和1760~1700cm-1
24.确定烯烃类型的两个特征谱带是（B ）。
A. 1680~1630cm-1和1300~1000cm-1
B. 1680~1630cm-1和1000~700cm-1
C. 2300~2100cm-1和1000~700cm-1
D. 3000~2700cm-1和1680~1630cm-1
25.在CO
的四种振动自由度中，属于红外非活性振动而非拉曼活性振动的是:
2
A. 不对称伸缩振动
B.对称伸缩振动
C. 面内变形振动
D. 面外变形振动
26.下列四种羰基化合物，C＝O伸缩振动频率最低的是哪一种？
A. ；
B. ；
C.；
D. 。
27.下列两种化学键的伸缩振动，所产生的红外吸收峰，吸收频率较大的是哪一种？吸收强度较大的是哪一种？
(1)F－H键；(2)C－H键。
A.两者都是(1)；
B. 两者都是(2)；
C. (1)的吸收频率大，(2)的吸收强度大；
D. (1)的吸收强度大，(2)的吸收频率大；
28.某一含氧化合物的红外吸收光谱中，在3300～2500cm-1处有一个宽、强的吸收峰，下列物质中最可能的是哪一种？
A. ；
B.；
C. ；
D. .
29.下列四种红外光谱数据(单位cm-1)，哪一组数据与相符合?
A．3000-2700，2400－2100，1000－650；B．3300－3010，1675－1500，1475－1300；C．3300－3010，1900－1650，1000－650；D．3000－2700，1900－1650，1475－1300。
30.某有机化合物的化学式为，其IR谱有如下特征吸收峰：
(1) 在3000cm-1上下有一大组中等强度吸收峰；
(2) ～2820及2720cm-1有两个中等强度峰；
(3) ～1450及1370cm-1有两个弱强度峰；
(4) ～1720cm-1有一个很强峰；
(5) ～1600及1500cm-1有两组中弱强度峰；
(6) ～850cm-1有一个中强峰。
从以上光谱数据，判断该化合物最可能是以下的哪一种？
A．； B．；
C．； D．。
31.某化合物的化学式为C8H10O ，它的IR谱如下图所示。该化合物最可能是下列的哪一种？
A．； B．；
C．； D．。
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
A.诱导效应
B.共轭效应
C.费米共振
D.空间位阻
四、是非判断（对者打√，错者打×）
1.在IR光谱法中，CDCl
3(氘代氯仿)中C-D的伸缩振动频率比CHCl
3
（氯仿）中
C-H的伸缩振动频率高。( ╳ )
2.当物质分子中某个基团的振动频率和红外光的频率一样时，分子就要释放能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。（×）
3.红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（T）
4.同核双原子分子N≡N、Cl-Cl、H-H等无红外活性。（T）
5.由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动耦合谱带。（T）
6.对称结构分子，如H
O分子，没有红外活性，水分子的H-O-H对称伸缩振动不
2
产生吸收峰。（F）
伸缩频率的大小顺序为：酰卤> 7.不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物υ
c=0
酰胺>酸>醛>酯。（F）
8.红外吸收峰的数目一般比理论振动数目少，原因之一是有些振动是非红外活性的。（T）
9.Fermi共振是一个基频振动与倍频(泛频)或组频之间产生耦合作用。（T）
五、回答问题
1.解释实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因。1、实际上红外吸收谱带(吸收峰)数目与理论计算的振动数目少的原因：（1）没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收；
（2）相同频率的振动吸收重叠，即简并；
（3）仪器不能区别那些频率十分接近的振动，或吸收带很弱，仪器检测不出；
2.影响红外光谱吸收强度的因素有哪些？
2、答振动中偶极矩的变化幅度越大，吸收强度越大；
极性大的基团，吸收强度大
使基团极性降低的诱导效应使吸收强度减小，使基团极性增大的诱导效应使吸收强度增加。
共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加。
振动耦合使吸收增大，费米振动使倍频或组频的吸收强度显著增加。
氢键使参与形成氢键的化学键伸缩振动吸收显著增加。
4、影响红外光谱中基团频率的主要因素有哪些？举例说明。（5分）
（1）外部因素：样品状态、制样方法；（1分）
（2）内部因素：诱导效应（1分）、共轭效应（1分）、氢键（1分）、共振效应（1分）
2. 如何用红外光谱区别下列各对化合物？
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
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）。
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 δδδν-，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 -≡≡-≡γ νν ,,，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（ν=C-H ），3100~3000cm -1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm -1 苯环骨架振动（νc=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（γ =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γOH 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γOH 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-c 1300~1000cm -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=O 1850~1800 cm -1(s)、v s C=O 1780~1740 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C 10H 10O 。测得红外吸收光谱如图。试确定其结构。
第四章振动光谱 一、教学目的 理解掌握震动光谱分析的基本理论，掌握红外光谱图的分析处理，了解红外光谱实验技术。 二、重点、难点 重点：震动光谱分析的基本理论，红外光谱图的分析处理。 难点：震动光谱分析的基本理论。 三、教学手段 多媒体教学 四、学时分配 4学时 引言： ●1900～1910年间，科布伦茨（W．W．C。blentz）首先用红外光测量了一些有 机物液体的吸收光谱而建立起一种新的分析方法——红外光谱法。他发现分子中的一定原子群可以吸收特定的频率，这些特定的频率犹如人类的指纹，可以用来辨认分子中特定原子群的存在。 ●它主要可以用作分子结构的基础研究和物质化学组成（物相）的分析（包括定性和 定量）。红外光谱法作分子结构的研究可以测定分子的键长、键角大小，并推断分子的立体构型，或根据所得的力常数，间接得知化学键的强弱，也可以从正则振动频率来计算热力学函数等。 ●不过红外光谱法更多的用途是根据谱的吸收频率的位置和形状来判定本知物，并按 其吸收的强度来测定它们的含量。因此红外光谱法在目前已成为十分方便而有效的分析方法之一。 ●红外光谱法应用得较多的是在有机化学领域，对无机化合物和矿物的红外鉴定开始 较晚。红外光谱法对测定矿物的结构或组分虽不如X射线衍射分析那么成熟，却也有其独特长处。 所谓振动光谱是指物质因受光的作用，引起分子或原子基团的振动，从而产生对光的吸收。如果将透过物质的光辐射用单色器加以色散，使波长授长短依次排列，同时测量在不同波长处的辐射强度，得到的是吸收光谱。如果用的光源是红外光波，即0.78～1000μm，就是红外吸收光谱。如果用的是强单色光，例如激光，产生的是激光拉曼光谱。本章主要介绍红外光谱的原理及其在无机非金属材料中的应用，对拉曼光谱只作简单的介绍。
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： 红外 紫外 基本原理 当物质分子吸收一定波长的光能.能引起分子振动和转动的能及跃迁.产生的吸收光谱一般在中红外区.称为红外光谱 当物质分子吸收一定波长的光能.分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态.产生的吸收光谱一般在紫外-可见光区。 仪器 傅立叶变换红外光谱仪 紫外可见光分光光度计 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~1eV 。
红外吸收光谱法 思考题和习题 红外光谱仪与紫外－可见分光光度计在主要部件上的不同。 3.简述红外吸收光谱产生的条件。 （1）辐射应具有使物质产生振动跃迁所需的能量，即必须服从νL= △V·ν （2）辐射与物质间有相互偶合作用，偶极矩必须发生变化，即振动过程△μ≠0； 4.何为红外非活性振动？ 有对称结构分子中，有些振动过程中分子的偶极矩变化等于零，不显示红外吸收，称为红外非活性振动。 5、何为振动自由度？为何基本振动吸收峰数有时会少于振动自由度？ 振动自由度是分子基本振动的数目，即分子的独立振动数。对于非直线型分子，分子基本振动数为3n-6。而对于直线型分子，分子基本振动数为3n-5。 振动吸收峰数有时会少于振动自由度其原因可能为： 分子对称，振动过程无偶极矩变化的红外非活性活性。 两个或多个振动的能量相同时，产生简并。 吸收强度很低时无法检测。 振动能对应的吸收波长不在中红外区。
6.基频峰的分布规律有哪些？ （1）折合质量越小，伸缩振动频率越高 （2）折合质量相同的基团，伸缩力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高。 （3）同一基团，一般ν> β > γ 7、举例说明为何共轭效应的存在常使一些基团的振动频率降低。 共轭效应的存在，常使吸收峰向低频方向移动。由于羰基与苯环共轭，其π电子的离域增大，使羰基的双键性减弱，伸缩力常数减小，故羰基伸缩振动频率降低，其吸收峰向低波数方向移动。 以脂肪酮与芳香酮比较便可说明。 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 3 3 ,,,CH s CH as CH H C δδδν-，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（ν=C-H ），3100~3000cm -1 (通常有几个峰) 泛频峰2000~1667cm -1 苯环骨架振动（νc=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（γ =C-H ），910~665cm -1 11．简述傅立叶变换红外光谱仪的工作原理及傅立叶变换红外光谱法的主要特点。 傅里叶变换红外光谱仪是通过测量干涉图和对干涉图进行快速Fourier 变换的方法得到红外光谱。它主要由光源、干涉仪、检测器、计算机和记录系统组成。同色散型红外光谱仪比较，在单色器和检测器部件上有很大的不同。由光源发射出红外光经准直系统变为一束平行光束后进人干涉仪系统，经干涉仪调制得到一束干涉光，干涉光通过样品后成为带有样品信息的干涉光到达检测器，检测器将干涉光讯号变为电讯号，但这种带有光谱信息的干涉信号难以进行光谱解析。将它通过模／数转换器(A/D)送入计算机，由计
第三章红外吸收光谱分析 3.1概述 3.1.1红外吸收光谱的基本原理 红外吸收光谱法又称为分子振动转动光谱，属于分子光谱的范畴，是有机物结构分析的重要方法之一。当一定频率的红外光照射分子时，若分子中某个基团的振动频率和红外辐射的频率一致，两者产生共振，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，该基团就吸收了这个频率的红外光，产生振动能级跃迁；如果红外辐射的频率和分子中各基团的振动能级不一致，该频率的红外光将不被吸收。如果用频率连续变化的红外光照射某试样，分子将吸收某些频率的辐射，引起对应区域辐射强度的减弱，用仪器以吸收曲线的形式记录下来，就得到该试样的红外吸收光谱，稀溶液谱带的吸光度遵守Lambert-Beer定律。 图3-1为正辛烷的红外吸收光谱。红外谱图中的纵坐标为吸收强度，通常用透过率或吸光度表示，横坐标以波数或波长表示，两者互为倒数。图中的各个吸收谱带表示相应基团的振动频率。各种化合物分子结构不同，分子中各个基团的振动频率不同。其红外吸收光谱也不同，利用这一特性，可进行有机化合物的结构分析、定性鉴定和定量分析。 图3-1 正辛烷的红外光谱图 几乎所有的有机和无机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体，某些高分子量的高聚物以及一些同系物外，结构不同的两个化合物，它们的红外光谱一定不会相同。吸收谱带出现的频率位置是由分子振动能级决定，可以用经典力学(牛顿力学)的简正振动理论来说明。吸收谱带的强度则主要取决于振动过程中偶极矩的变化和能级跃迁的概率。也就是说，红外光谱中，吸收谱带的位置、形状和强度反映了分子结构的特点，而吸收谱带的吸收强度和分子组成或官能团的含量有关。
1、红外光区是如何划分的？写出相应的能级跃迁类型。 红外线（或红外辐射）是波长长于可见光而短于微波的电磁波（0.76~1000μm）。习惯上按红外线波长的不同，将红外线划分为三个区域，0.76~2.5μm称为近红外区（低于1000nm 为分子价电子，1000~2500nm为分子基团振动），2.5~25μm为中红外区（振动能级跃迁），25μm以上为远红外区（转动能级跃迁）。 2、红外吸收光谱法与紫外-可见吸收光谱法有何不同？ 红外吸收光谱法，即根据样品（中）红外吸收光谱进行定性、定量及测定分子结构的方法。因为红外线的照射能量较低，只能引起分子振动能级的跃迁。而紫外-可见吸收光谱法紫外-可见光区为200~800nm，属于电子光谱，作用于具有共轭结构有机分子外层电子和有色无机物价电子，是由电子跃迁引起的光谱。 3、简述红外吸收光谱产生的条件。 满足两个条件： ①红外辐射的能量必须与分子的振动能级差相等，即E L=△V·hν或νL=△V·ν 即分子（或基团）的振动频率与振动量子数之差△V之积等于红外辐射的照射频率。 ②分子振动过程中其偶极矩必须发生变化，即△μ≠0，只有红外活性振动才能产生吸收峰。 4、何为红外非活性振动？ 红外非活性振动是不能引起偶极矩变化，不吸收红外线的振动。（补充：红外活性振动就是能引起偶极矩变化而吸收红外线的振动，简并是振动形式不同但是振动频率相同而合并的现象。） 5、何为振动自由度？为何基本振动吸收峰数有时会少于振动自由度？ 振动自由度是分子基本振动的数目，即分子的独立振动数。 原因：①首要原因：简并。②只有在真的过程中偶极矩发生变化的振动才能吸收能量相当的红外辐射，而在红外吸收光谱上才能观测到吸收峰。即红外非活性振动是又一原因。 6、基频峰的分布规律有哪些? ①折合相对原子质量越小，基团的伸缩振动频率越高。所有含氢基团折合相对原子质量较小，因此其伸缩振动的基频峰，一般都会出现在中红外吸收光谱高波数区（左端）。 ②折合相对原子质量相同的基团，其化学键力常数越大，伸缩振动基频峰的频率越高。 ③折合相对原子质量相同的基团，一般ν（伸缩振动）>β（面内弯曲振动）>γ（面外弯曲振动）。 7、举例说明为何共轭效应的存在常使一些基团的振动频率降低。 比如脂肪酮和芳香酮。前者频率1715㎝-1，后者频率1685㎝-1。由于羰基与苯环共轭，其π电子的离域增大，使羰基的双键性减弱，伸缩力常数减小，故羰基伸缩振动频率降低，其吸收峰向低波数方向移动。 8、如何利用红外吸收光谱区别烷烃、烯烃及炔烃？ P242，脂肪烃类。 9、如何在谱图上区别异丙基及叔丁基？ 当2个或3个甲基连接在同一碳原子上时，则δs CH3吸收峰分裂为双峰。如果是异丙基，双峰分别位于1385㎝-1和1375cm-1左右，其峰强基本相等；如果是叔丁基，双峰分别位于1365㎝-1和1395㎝-1附近，且1365㎝-1峰的强度约为1395㎝-1的两倍。 10、如何利用红外吸收光谱确定芳香烃类化合物？ P244 11、简述傅里叶变换红外光谱仪的工作原理及傅里叶变换红外光谱法的主要特点？ 工作原理：它主要由光源、干涉仪、检测器、计算机和记录系统组成。由光源发射出红
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 )
红外光谱特征峰解析常识 编写李炎平 红外特征光谱峰存在一定特征规律，正确的记录了化学结构和特征，识记特征波谱峰有助于我们解析红外光谱。下面我将一些特征波谱峰简要罗列如下，如有疏漏之处还望批评指出。 , 羟基:特征峰范围(3650~3200)cmˉ1，一般在 3600cmˉ1处有较强峰。 , 羧基:特征峰范围(3500~2500)cmˉ1，一般峰波 数小于羟基。 , 饱和烷烃—C—H :特征峰小于3000cmˉ1，一般在 (2950~2850)cm处，如有峰在(1390~1360)cmˉ1 处，则说明有—CH,如有峰在1450cmˉ1处，则说3 明有——， CH2 , 不抱和烷烃:特征峰大于3000cmˉ1，对于烯烃 _C,C,H在3050 cmˉ1处和(1600~1330)cmˉ1 ,C,C,H处有峰，对于炔烃在(3360~3250)cmˉ1 处有峰，在(700~600)cmˉ1处有枪宽峰。 C,C, 对于:在(1700~1645)cmˉ1处有特征峰，不 过不太明显，只具有指示作用。 ,CHO,,COC,,,COOC,, 对于在(1900~1600)cm处有强峰。 ,C,O,,,C,O,C,,,C,N,,,C,O,C,, 指纹区:等，在 (1330~900)cmˉ1处有中强峰， , 对于:在(900~400)cmˉ1处有中强或弱峰。 (CH)2n
, 对于醛类:特征范围为羰基峰+(2900~2700)cmˉ1。 , 对于:在(1300~900)cmˉ1处有两强峰(可,C,O,C, 能有一个弱峰)。 , 特征区范围(4400~1330)cmˉ1，指纹区范围(1330~400)cmˉ1。 , 通常将中红外光谱区域划分为四个部 分。 1)4000~2500cm-1，为含氢基团的伸 缩振动区，通常称为“氢键区”。 2)2500~2000cm-1叁键和累积双键区。 3)2000~1500cm-1，双键区。 4)小于1500cm-1，单键区。
第四章 红外分光光光度法(书后习题参考答案) 1．CO 的红外光谱在2 170cm -1处有一振动吸收峰．问 （1）CO 键的力常数是多少？ （2）14CO 的对应峰应在多少波数处发生吸收？ 解：碳原子的质量2323100.210022.612--?=?= C m g 氧原子的质量2323106.210022.616--?=?=O m g (1) σ =2071cm -1 O C O C m m m m k c ?+= )(21πσ 2346 210210)6.22(106.22)217010314.32()2(--?+???????=+=O C O C m m m m c k σπ =18.6×105 dyn·cm -1=18.6N·cm -1(厘米克秒制) (2)14CO 2323103.210022.614-?=?=C m g 2071106.23.210)6.23.2(106.1810314.3214623 510≈???+??????=--σcm -1 或O C O C O C O C m m m m m m m m +???+=1212141412σσ σ =2080cm -1 2．已知C―H 键的力常数为5N/cm ，试计算C―H 键伸展振动的吸收峰在何波数？若将氘（D ）置换H ，C―D 键的振动吸收峰为多少波数． 解：C-H 键：k =5N·cm -1=5.0×105dyn·cm -1 碳原子的质量：m C =2.0×10-23g, 氢原子的质量：23 231017.010022.61--?=?= H m g 氘原子的质量： 23231034.010022.62--?=?=D m g 依2121)(21m m m m k c ?+= πσ得 29961017.00.210)17.00.2(10510314.3214623 510≈???+??????=--σcm -1 21991034.00.210)34.00.2(10510314.3214623 510≈???+??????=--σcm -1 3．指出以下振动在红外光谱中是活性的还是非活性的 分 子 振 动 （1）CH 3一CH 3 C―C 伸缩振动 （2）CH 3一CC13 C―C 伸缩振动 （3）SO 2 对称伸缩振动 （4）CH 2=CH 2 C―H 伸缩振动 C C H H
红外吸收光谱分析及其应用 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。 红外吸收光谱分析也叫红外分光光度法，十一研究物质分子对红外辐射的吸收特性二建立起来的一种定性（包括结构分析）、定量分析法。根据试样的红外吸收光谱进行定性、定量分析和确定分子结构等分析的方法，称为红外吸收光谱法。 原理：当分子中某个基团的振动频率和红外光的振动频率一致时，分子就吸收红外光的能量，从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。物质对红外光的吸收曲线称为红外吸收光谱（IR）。 分子吸收红外光必须满足如下两个条件： 1.红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量，当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时，红外光的能量才恩能够被吸收。 2.分子必须有偶极矩的变化。 与UV（紫外光谱）相比，IR的特点：IR频率范围小、吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。IR峰出现的频率位置由振动能级差决定；吸收峰的个数与分组振动自由度的数目有关；吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小和能级跃迁的几率。 红外吸收光谱具有高度的特征性，除光学异构外，没有两种化合物的红外光谱是完全相同的。红外光谱中往往具体要几组相关峰可以互相佐证而增强了定性和结构分析的可靠性，因此在官能团定性方面，是紫外、核磁、质谱等结构分析方法所不及的。红外光谱法可测定链、位置、顺反、晶型等异构体，而质谱法对异构体的鉴别则无能为力；红外光谱测定的样品范围广，无机、有机、高分子等
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 1πμ2c K m 1m 2m 1m2+ K μ
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
第十二章 红外吸收光谱法 一、选择题 1．中红外区的特征区是指( )cm -1范围内的波数。 A 、4000～200 B 、4000～1250 C 、1250～200 D 、10 000～10 2．已知CO 2的结构式为O=C=O ，请推测其红外光谱中，基本振动数为( )。 A 、4个 B 、3个 C 、2个 D 、1个 3．红外光谱中，不是分子的所有振动形式的相应红外谱带都能被观察到，这是因为（ ） A 、分子中既有振动运动，又有转动运动 B 、分子中有些振动能量是简并的 C 、因为分子中有C 、H 、O 以外的原子存在 D 、分子中有些振动能量相互抵消 4．关于红外光谱的吸收峰，下列叙述不正确的是（ ） A 、共轭效应使红外吸收峰向低波数方向移动 B 、诱导效应使红外吸收峰向高波数方向移动 C 、氢键使红外吸收峰向低波数方向移动 D 、氢键使红外吸收峰向高波数方向移动 5．若 O —H 键的键力常数 K ＝ 7．12N ／cm ，则它的振动波数（ cm -1）为（ ） A 、3584 B 、3370 C 、3474 D 、3500 6．欲获得红外活性振动，吸收红外线发生能级跃迁，必须满足( )条件。 A 、△μ>0或△μ<0 B 、△μ≠0并服从νL=v△V C 、△μ=0及vL=△Vv D 、△μ≠0 7．CO 2的下列振动中，属于红外非活性振动的是( )。 8．下列三种物质：甲R-CO-CH 2CH 3、乙R-CO-CH=C （CH 3）2、、丙R-COCl ，问其V C=O 波数大小次序为( )。 A 、甲>乙>丙 B 、乙>甲>丙 C 、丙>乙>甲 D 、丙>甲>乙 9．三种振动νc=o ，νc=N 及νc=C 的频率大小次序为( )。(电负性：C 为2．6，N 为3．0，O 为3．5) A 、νc=o ＞νc=N ＞νc=C B 、νc= C ＞νc=N ＞νc=o C 、νc=N ＞νc=C ＞νc=o D 、νc=N ＞νc=o ＞νc=C 10．同一分子中的某基团，其各振动形式的频率大小顺序为( )。 A 、γ>β>ν B 、 ν>β>γ
第四章 红外吸收光谱法 3、CO 的红外吸收光谱在2170cm -1处有一振动吸收峰。试求CO 键的力常数。 解：根据μπγK c 21= 则 μγπ2)2(c K = 其中2321211002.0)1612(1612)(??+?=?+= L m m m m μ=1.14×10－23g=1.14×10－26Kg 则μγπ2)2(c K ==(2×3.14×3×108×2.17×105)2×1.14×10－26 =1905N/m =19.05N/cm 答：CO 键的力常数19.05 N /cm 。 5、指出下列各种振动形式中，哪些是红外活性振动，哪些是非红外活性振动。 分子结构 振动形式 （1） CH 3－CH 3 γ（C －C ） （2） CH 3—CCl 3 γ（C －C ） （3） SO 2 γs ,γas （4） H 2C CH 2 (a) υ(CH)C H C (b) υ C H C (c) W(CH) H H C H H ++++ (d)τ(CH) C H H C H H -++- 解：只有发生使偶极矩有变化的振动才能吸收红外辐射，即才是红外活性的，否 则为红外非活性的。也即只有不对称的振动形式才是红外活性的，对称的振动则为红外非活性的。因此，上述结构中： 红外活性振动有：（2）CH 3—CCl 3 γ（C －C ） （3）SO 2 γas （4）H 2C CH 2 中的(a) υ(CH)、(d)τ(CH)，（3）SO 2 γs （伸缩振动） (c) W(CH) 红外非活性的有：(a) CH 3－CH 3 υ(CH) 4）H 2C CH 2 中的(b) υ(CH) 6、OH 和 O 是同分异构体，试分析两者红外光谱的差异。
！！）思考题与练习题（见笔记上记的！ 1., 试述分子产生红外吸收的条件。 2., 影响吸收峰位置的因素是什么？ 3., 红外吸收峰的吸收强度如何划分？ 4., 何谓特征频率？ 5., 大多数化合物在红外光谱上出现的吸收峰的数目都少于化合物理论上计算的简正振动数目，这是为什么？ 6., 红外吸收光谱的区域和波段如何划分？ 7.,影响吸收强度的主要因素是什么？(瞬间偶极矩的变化和跃迁几率大小) 8., 何谓红外吸收峰的相关峰？相关峰在分析上的意义为何？ 9., 指出下列振动是否具有红外活性？ （1）, 中的C-C伸缩振动, （2）, 中的C-C伸缩振动 （3）, , （4）, （5）, , （6）, （7）, , （8）, 答案:, (2)、(4)、(7)为红外活性，其余为非红外活性。 10., 试画出CS2基本振动类型，并指出哪些振动是红外活性的。 11., 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。 答案:,。 12., 仅考虑C＝O所受到的电子效应，请按高低排出下列物质中（伸缩振动）的次序： ，，，，。 答案:, > > > > 。 13.,某化合物的化学式为C9H10O，红外光谱如下图所示，试推断其结构式。 答案:,。 14., 某化合物的化学式为C4H5N，红外光谱如下图所示，根据不饱和度的计算，试推断其可能含有的基团。
答案:, 。 1., 红外吸收光谱的产生，主要是由于下列哪种能级的跃迁？ , A．分子中电子、振动、转动能级的跃迁； B．分子中振动、转动能级的跃迁； C．分子中转动、平动能级的跃迁； D．分子中电子能级的跃迁。 , 2., 以下四种物质中，不吸收红外光的是哪一种？ , A．SO2；, B．CO2；, C．CH4；, D．Cl2。（为红外非活性振动，偶极矩变化=0，书P212） , 3., 下列的那一种是分子产生红外吸收的必要条件之一？ , A．分子振动时必须发生偶极矩的变化； B．分子振动时各原子的振动必须同步； C．分子振动时各原子的振动必须同相； D．分子振动时必须保持对称关系。 , 4., H2S分子的振动可以产生几个基频吸收带？哪一种振动的吸收带波数最高？ , A. 4个，对称伸缩振动；, B. 4个，非对称伸缩振动；
第十二章红外吸收光谱法 思考题和习题 1．化合物的结构式如下，试写出各基团的特征峰、相关峰、并估计峰位。 烯烃:ν=C-H : 3100-3000cm-1, νC=C:( ~1650cm-1) 因为连接苯环峰位置向低频移动. 芳香烃(苯环): ν=C-H:(3100-3000cm-1), 苯环νC=C(1650-1430cm-1,共轭作用向低频移动.) 羰基:ν=C-O: 1700cm-1. 含氮化合物: νNH(仲胺):3500-3300cm-1, δNH(仲胺):1650-1510cm-1, νC-N(仲胺): 1360-1020cm-1. 2．某化合物分子式为C5H6O，其紫外光谱的最大吸收在227 nm（ε=104），其红外光谱有吸收带：3015，2905，1687和1620cm-1.试判断该化合物的结构。 3．如合用红外吸收光谱区别一下化合物？ νNH: 伯胺在3500cm-1和3400cm-1出现双峰,游离仲胺在3500~3300cm-1有一个峰,叔胺无此峰. 4．下列基团的C-H伸缩振动(νC-H)出现在什么区域？ (1) –CH3(2) =CH2(3) ≡CH (4) -CHO νCH3:~2962cm-1(as), ~2872cm-1(s). ν=CH2:~3100cm-1. ν≡CH:~ 3330cm-1. νCHO:~2820cm-1(as), ~2720cm-1(s). 5．化合物(A)、(B)、(C)在红外区域有何吸收？ （A）HC≡C-CH2OH （B）缺少化合物的结构图 （C）缺少化合物的结构图 6．如何用红外光谱法区别下列化合物？分别化合物各基团的红外吸收波数。 1) -CH3中的νas C-H 在2962cm-1,δas CH在1450cm-1,δs CH在1380cm-1处有一个峰. -CH(CH3)2的δs CH在1385cm-1和1375cm-1处出现两个峰,且峰强度相等. -C (CH3)3的δs CH在1365cm-1和1395cm-1处出现两个峰,且前者峰强度约是后者的两倍. 2)苯甲胺:νNH(伯胺):在约3500和3400cm-1,出现双峰. 苯甲醇:νOH(醇羟基):在约3600~3200 cm-1,出现单峰,且峰稍宽. 苯乙酸:νOH: 在约3400~25 00 cm-1,出现峰,且峰宽而钝. νCO: 在1700cm-1左右出现峰. 7．某化合物分子式为C10H10Ｏ，测得的红外光谱如图12-25.试通过光谱解析推断其分子结构式。 U=(2+2*10-10)/2=6 νC=C : 1600-1460cm-1, 芳香环的特征峰,说明化合物具有苯环 νCH3: 2985 cm-1, δCH3:1450 cm-1, 甲基