《仪器分析》课程
厦门大学精品课程
仪器分析(含实验)
第十三章
Chapter Thirteen
Infrared Absorption
Spectrum
For Short：IR
红外吸收光谱法
一、概述
分子中基团的振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。
红外光谱也称分子的振、转动光谱。
1. 红外光谱
§13.1 红外光谱法基本原理
E 1
E 0
υ0
υ1
υ2
1
J
2
3
J
2
3
1
J
2
3
1
J
2
3
1
分子振动吸收光谱分子转动吸收光谱
)
(
)
Δ
(Δ
Δ
Δ
Δ
转动
振动
转动
振动
转动
振动
分子
λ
λ
/
hc
ν
ν
h
E
E
E
+
=
+
=
+
=
25
~
250
0.05ev,
~
0.005
Δ
1.25
~
25
1ev,
~
0.05
Δ
≈
≈
≈
≈
转动
转动
振动
振动
λ
E
λ
E
μm
μm
作用：有机化合物的结构解析的重要工具，根据有机化合物红外特征吸收频率，确定化合物结构中基团；也可依据特
波谱区近红外光中红外光远红外光
波长/μm0.75~2.5 2.5~5050~1000
波数/ cm-113333~40004000~200200~10
跃迁类型分子振动分子转动
近红外光谱区：
低能电子能级跃迁
含氢原子团：-OH、
-NH、-CH伸缩振动的
倍频吸收峰
稀土及过渡金属离子
配位化学的研究对象
适用于水、醇、高分
子化合物、含氢原子
团化合物的定量分析
红外吸收光谱法：
分子的振动、转动
基频吸收光谱区
应用最为广泛的
红外光谱区
远红外光谱区：
气体分子的转动能级跃迁
液体与固体中重原子的伸
缩振动
晶体的晶格振动
某些变角振动、骨架振动
-异构体的研究
金属有机化合物、氢键、
吸附现象研究
该光区能量弱,较少用于分析
2. 红外光谱的区的划分（0.75~1000μm）
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二、红外光谱产生的条件
(2) 辐射与物质间有相互偶合作用，产生偶极炬的变化(1) 辐射能应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；
)
(/ )(ΔΔΔ转动振动转动振动转动
振动分子λλhc ννh E E E +=+=+=辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；
没有偶极矩变化的振动跃迁，无红外活性：
如：单原子分子、同核分子：He 、Ne 、N 2、O 2、Cl 2、H 2等。
没有红外活性。如：对称性分子的非对称性振动，有偶极矩变化的振动跃迁，
有红外活性。
如：非对称分子：有偶极矩，红外活性。
没有偶极矩变化、但是有极化度变化的振动跃迁，有拉曼活性。
三、双原子分子振动方程式
1．双原子分子的简谐振动及其频率
分子的振动能级（量子化）：E
振动
=（V+1/2）hνν：化学键的振动频率；
V：振动量子数（V=0、1、2......）,当V=0时，E≠0，称为零点能。
根据经典力学的虎克定律：
μ
π
κ
2
h
E=
?
振动μ
π
k
C
v
2
1
)
(cm-1
~
=
k-----化学键的力常数(达因)，与键能和键长有关；
μ---双原子的折合质量: μ=m
1
m
2
/(m
1
+m
2
)
k-----化学键的力常数(N/cm)，与键能和键长有关；
π
k
k
C
v1307
2
1
1
)
(cm1-=
=
=
-
μ
μ
λ
μ增大
k增大
例1:由表中查知C=C 键的k= 9.5 ～9.9 (N/cm),令其为9.6, 计算正己烯中C=C键伸缩振动频率，实测值为1652 cm-1
1653.2
2
12
9.6
1307
1370
)
(cm1-=
=
=
-k
v
μ
例2:由表中查知H-Cl 键的k = 4.8 ,计算波数值正己烯中H-Cl键伸缩振动频率实测值为2892.6 cm-1 (N/cm), 实验值：2885.9cm-1
0.98
35.45
1.008
35.45
1.008
2892.6
0.98
4.8
1307
1370
)
(cm1-=
+
?
=
=
=
=
-k
v
μ
μ
C-C C=C C≡C
μ相同:
1429 cm-11667 cm-12222cm-1
C-C C-N C-O
1429 cm-11330 cm-11280cm-1
k相近:
任意两个相邻的能级间的能量差为：
κ
2
h
V
Vhv
E?
?
?=
=π
μ
当△V=1时，0→ 1振动能级的跃迁，称为基本振动频率或基频吸收带。
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键力常数，即取决于分子的结构特征。
某些键的伸缩力常数（毫达因/埃）
键分子k
H-F HF9.7
H-Cl HCl 4.8
H-Br HBr 4.1
H-I HI 3.2
H-O H2O7.8
H-S H2S 4.3
H-N NH3 6.5
H-C CH3X 4.7~5.0
化学键键强越强（即键的力常数k越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。
键分子k
H=C CH2=CH2 5.1
H ≡ C CH ≡CH 5.9
C-Cl CH3Cl 3.4
C-C 4.5~5.6
C=C9.5~9.9
C≡C15~17
C-O12~13
C=O16~18
2．非谐振子的振动
谐振子的振动模式是理想化的，实际上振动模式是非理想化的：
E 振动=(V +1/2)h ν-(V +1/2)2h νX +(V +1/2)3h νX -……
当△V =±1、±2、±3……振动能级的跃迁也可能存在。
X 非谐性常数
四、多原子分子振动
1．振动的基本类型
对称性伸缩振动V S
反对称性伸缩振动V aS 面内变形振动
面外变形振动
变形振动
振动类型
非平面摇摆ω扭曲振动τ
剪式振动δS
平面摇摆ρ
伸缩振动
伸缩振动的k 比变形振动k 大；因此伸缩振动出现在红外吸收光谱的高波数区，变形振动出现在红外吸收光谱的低波数区。
厦门大学精品课程仪器分析(含实验) 2．基本振动的理论数
对于由N 个原子组成的分子：
3N=平动自由度+转动自由度+振动自由度
x y
z
由N个原子组成的分子：平动自由度=3
振动自由度= 3N-平动自由度-转动自由度
由N个原子组成的线形分子：转动自由度=2由N个原子组成的非线形分子：转动自由度=3
线形分子：振动自由度= 3N-5
非线形分子：振动自由度= 3N-6
3．振动的非谐性
振动的基频：0→1振动能级的跃迁v
0→1
振动的倍频：0 →2、3、4….振动能级的跃迁
v0→2、v0→3、v0→4
振动的组频：基频的和v1
0→1
+ v20→1
振动的差频：基频的差v1
0→1
-v20→1
4．振动的耦合
R1C
O
O
R 2
O
1760 cm -1
1820 cm-1
5．费米共振
倍频、组频、差频与基频相近时，产生共振耦合时红外吸收峰分裂
6. 红外吸收峰的数目
例如：苯的简谐振动的自由度=3*12-6=30；再考虑到倍频、组频、差频、振动的耦合与费米共振等，产生的红外吸收
峰应该非常多。
实际上大多数红外吸收光谱图上的吸收峰数目小于理论数目。为什么？
(1)存在没有偶极矩变化的振动模式
(2)存在能量简并态的振动模式
(3)仪器的分辨率分辨不出的振动模式
(4)振动吸收的强度小，检测不到
(5)某些振动模式所吸收的能量不在中红外光谱区。
五、影响红外吸收峰强度的因素
1．红外吸收峰强度的分类
ε >100非常强吸收峰vs
20<ε<100强吸收峰s
10<ε< 20中强吸收峰m
2. 红外吸收峰强度的影响因素
振动能级的跃迁几率
振动的基频(v 0→1) 的跃迁几率大于振动的倍频(v 0→2、v 0→3、v 0→4)，因此基频( v 0→1) 的吸收峰强度比倍频(v 0→2、v 0→3、v 0→4)强。
振动能级跃迁时，偶极矩的变化
同样的基频振动(v 0→1)，偶极矩的变化越大，吸收峰也越强。
化学键两端连接原子的电负性相差越大，或分子的对称性越差，伸缩振动时偶极矩的变化越大，吸收峰也越强。吸收峰强度：反对称伸缩振动>对称伸缩振动>变形振动
v C=O > v C=C
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六、影响红外吸收峰位移的因素
(1) 电子效应(I 效应)
化学键的振动频率不仅与其性质有关，还受分子的内部结构和外部因素影响。相同基团的特征吸收并不总在一个固定频率上。而是在一定范围内波动。了解影响峰位移的因素将有助于推断分子中相邻部分的分子结构。
1．内部因素诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高频方向移动（兰移）
v C=0=1715cm -1C
O R
R'
v C=0=1800cm -1C
O R
Cl
v C=0=1920cm -1C
O R
F
v C=0= 1928cm -1
C
O F
F
v C=0=1730cm -1C
O R
H
化合物电负性
X X +Y Y
4.47
5.41 5.59 5.73
6.92
7.90
v C=0/cm -1
175217941803182018681928
C
O
H H 3C
C
O
Cl BrH 2C
C O
Cl Cl 2HC
C
O
Cl
Cl 3C
C
O
Cl
F
C
O
F
F
诱导效应
(2) 中介效应(M效应) p →π共轭
I效应> M效应
O
C
R NH2
v
C=0
=1680cm-1
O
C
R R'
v
C=0
=1715cm-1
O
C
R SR
v
C=0
=1690cm-1
O
C
R NH2
v
C=0
=1680cm-1
M效应> I效应
v
C=0
=1730cm-1
C
O
R H
v
C=0
=1735cm-1
C
O
R OR'
v
C=0
=1715cm-1
C
O
R R'
I效应解释不了
(3) 共轭效应(C效应) π→π共轭
v
C=0
=1670~1660cm -1
v
C=0
=1700~1680cm -1v
C=0
=1670~1660cm -1
v
C=0
=1685~1665cm -1
v
C=0
=1715cm -1
v
C=0
=1725~1705cm-1
C
O
CH2CH2
C
O
CH CH
CH CH
C
O
CH
CH
CH2
C
O
CH3
CH3
C
O
CH3
C
O
当两个振动频率相同或
相近的基团相邻并由同一原
子相连时，两个振动相互作
用（微扰）产生共振，谱带
一分为二（高频和低频）。
2. 氢键效应（X-H）
形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。
如: 羧酸RCOOHν
C=O
=1760cm-1 ,νO-H=3550cm-1;
(RCOOH)2 νC=O=1700cm-1,νO-H=3250-2500cm-1
如: 乙醇CH
3
CH2OH νO=H=3640cm-1
(CH3CH2OH)2 νO=H=3515cm-1
(CH3CH2OH)nνO=H=3350cm -1
3. 振动耦合
R1C
O
O
R 2
O
ν
s
1760 cm -1
ν
as
1820 cm-1
ν
C=O
厦门大学精品课程仪器分析(含实验) 4.费米共振
当一振动的倍频与另一振动的基频接近（2ν
A =ν
B
）时，二者
相互作用而产生强吸收峰或发生裂分的现象。
COCl ν
Ar-C (δ)
=880-860cm-1
ν
C=O(as)
=1774cm-1
1773cm-1
1736cm-1
5）空间效应
由于空间阻隔，分子平面与双键不在同一平面，此时共轭效
应下降，红外峰移向高波数。
C CH
3
O O
CH
3 C
CH3
ν
C=O
=1663cm-1νC=O=1686cm-1空间效应的另一种情况是张力效应：四元环>五元环>六元环。随环张力增加，红外峰向高波数移动。
1）物质状态及制样方法
通常，物质由固态向气态变化，其波数将增加。
如:丙酮液态时：ν
C=O
=1718cm-1;
气态时：ν
C=O
=1742cm-1，
因此在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法。2）溶剂效应
极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。
如：羧酸中的C=O：
气态：ν
C=O
=1780cm-1
非极性溶剂：ν
C=O
=1760cm-1
乙醚溶剂：ν
C=O
=1735cm-1
乙醇溶剂：ν
C=O
=1720cm-1
因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。
2．外部因素
§13.3 红外吸收光谱仪
一、色散型红外吸收光谱仪的基本组成
光源
单色器
吸收池
样品
检
测
器
数据处理和
仪器控制
参比
切光器（斩波器）
检测器
光源
单色器
吸收池
数据处理
仪器控制1．组成结构框图
硅碳棒
零点平衡法红外吸收分光光度计组成示意图
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
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 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
第一章绪论 问答题 1. 简述仪器分析法的特点。 第二章色谱分析法 1．塔板理论的要点与不足是什么? 2．速率理论的要点是什么? 3．利用保留值定性的依据是什么? 4．利用相对保留值定性有什么优点? 5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题? 6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ． 7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么? 8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。 9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。 10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法? 11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么? 12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用? 13．为什么载气需要净化?如何净化? 14．简述热导检测器的基本原理。 15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。 16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的? 17．为什么常用气固色谱分离永久性气体? 18．对气相色谱的载体有哪些要求? 19．试比较红色载体和白色载体的特点。 20．对气相色谱的固定液有哪些要求? 21．固定液按极性大小如何分类?
22．如何选择固定液? 23．什么叫聚合物固定相?有何优点? 24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么? 25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类? 26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点? 27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置? 28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。 29．二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的沸点分别为40℃，62℃，77℃，试推测它们的混合物在阿皮松L柱上和在邻苯二甲酸二壬酯柱上的出峰顺序。 30．流动相为什么要预先脱气?常用的脱气方法有哪些? 31．高压输液泵应具备什么性能? 32．在HPLC中，对流动相的要求是什么? 33．何谓梯度洗脱?适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同? 33．什么是化学键合固定相?化学键合相的特点有哪些? 34．反相键合相色谱法具有哪些优点? 35．为何高效液相色谱法一般采用全多孔微粒型固定相? 36．指出下列物质在正相色谱和在反相色谱中的洗脱顺序： 37．在硅胶柱上，用甲苯为流动相时，某物质的保留时间为28 min，若改用CCl4或CHCl3。为流动相，指出哪一种溶剂能减少该物质的保留时间? 第三章光学分析法导论 一、选择题 1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是 ( ) (1)原子光谱 (2)分子光谱 (3)可见分子光谱 (4)红外光谱 2.可见光的能量应为 ( ) (1) 1.24×104～ 1.24×106eV (2) 1.43×102～ 71 eV (3) 6.2 ～ 3.1 eV (4) 3.1 ～ 1.65 eV 3.已知：h=6.63×10-34 J s则波长为0.01nm的光子能量为 ( ) (1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV 4..频率可用下列哪种方式表示（c------光速，λ---波长，б---波数（） （1）. б/c （2）. cб（3）.1/λ（4）、c/б 5.光量子的能量正比于辐射的（） （1）. 频率（2）.波长（3）.波数（4）.传播速度 6. 下列四个电磁波谱区中，请指出能量最小（），频率最小（），波数最大者（），波长最短者（）
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
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
1.下列羰基化合物中，C=O伸缩振动频率出现最高的是：（） （A）RCOF （B）RCOCl （C）RCOH （D）RCOR 2.在醇类化合物中，O-H伸缩振动频率随溶液C上升，向低波数方向移动的原因是（）（A）溶液极性增加（B）诱导效应增加（C）分子间氢键的增加（D）易产生振动偶合 3.一种氯苯的红外谱图在900cm-1~690cm-1间无吸收带，它的可能结构为：（） （A）对二氯苯（B）间三氯苯（C）六氯苯（D）四取代氯苯 4.CO2的平动、转动、振动的自由度分别为：（） （A）324 （B）234 （C）342 （D）423 5.乙炔分子的平动、转动、振动自由度为（） A. 2, 3, 3 B. 3, 2, 8 C. 3, 2, 7 D. 2, 3, 7 6.分子式为C7H11N2OSCl的不饱和度Ω为：（） （A）1 （B）2 （C）3 （D）4 7.下面四种气体无红外吸收光谱的为（） （A）H2O （B）CO2（C）HCl （D）N2 8. 红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度, 可以用来（） A. 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定; B. 确定 配位数; C. 研究化学位移; D. 研究溶剂效应. 9. 下列哪种方法是由外层电子跃迁引起的？( ) A. 原子发射光谱和紫外吸收光谱 B. 原子发射光谱和核磁共振谱 C. 红外光谱和Raman光谱 D. 原子光谱和分子光谱 10. 同时具有红外活性和拉曼活性的是：( ) A. O2对称伸缩振动 B.CO2的不对称伸缩振动 C. H2O的弯曲振动 D. CS2的弯曲振动 11. 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Ｅ：双原子分子 12 .试比较以下五个化合物,羰基伸缩振动的红外吸收波数最大者是:( ) A: B: C: D: E: 13．以下五个化合物羰基伸缩振动的红外吸收波数最小的是：( ) A: B: C: D: E:
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。
第六章红外吸收光谱法 一选择题 1分子光谱是由于___B___而产生的。 A 电子的发射 B 电子相对于原子核的运动以及核间相对位移引起的振动和转动 C 质子的运动 D 离子的运动 2溶剂对电子光谱的影响较为复杂，改变溶剂的极性，__B_____。 A 不会引起吸收带形状的变化 B 会使吸收带的最大吸收波长发生变化 C 精细结构并不消失 D 对测定影响不大 3红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，可以用来_____A__。 A 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定 B 确定配位数 C 研究化学位移 D 研究溶剂效应 4红外光谱的谱带较多，能较方便地对单组分或多组分进行定量分析，但红外光谱法的灵敏度较低，尚不适于____B___的测定。 A 常量组分 B 微量组分 C 气体试样 D 固体和液体试样 5 在有机化合物的红外吸收光谱分析中，出现在4000~1350cm-1频率范围的吸收峰可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为_____A_。 A．指纹区，B．基团频率区，C．基频区，D．和频区。 6光学分析法主要根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的。电磁辐射（电磁波）按其波长可分为不同区域，其中中红外区
波长为B______。 A 12820~4000cm-1 B 4000~200 cm-1 C 200~33 cm-1 D 33~10 cm-1 7 下列羰基化合物中C＝O伸缩振动频率最高的是：C A RCOR’ B RCOCl C RCOF D RCOBr 8. 红外光谱法中的红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度，可以用来____A___。 A. 鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团及进行定量分析与纯度鉴定; B. 确定配位数; C. 研究化学位移; D. 研究溶剂效应. 二填空题 1 共轭效应使共轭体具有共面性，且使电子云密度平均化，造成双键略有伸长，单键略有缩短。因此，双键的红外吸收频率往___低_____波数方向移动。 2 在化合物R—C—H与R—C—F中，前者的C=O的伸缩振动产生的吸收峰的波数比后者的____低____；而在化合物R—C—R与R—C—NH2中，前者的C=O 的伸缩振动产生的吸收峰的波数比后者的______高__。 3在有机化合物中，常常因取代基的变更或溶剂的改变，使其吸收带的最大吸收波长发生移动，向长波方向移动称为___红（长）移______，向短波方向移动称为_____蓝（短）移______。 4 红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收，则要满足两个条件：(1)_____红外光辐射的频率与分子中某基团的震动频率相同 (2)_在震动的过程中，分子必须有偶极矩的改变 5红外光谱的强度与_______分子或基团的极性强弱______________成正比。
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
！！）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
作业题 第四章 红外分光光度法 第一节 概述 填空题 1、红外光区位于 光区和 光区之间，波长范围为 ，习惯上又可将其细分为 、 和 三个光区，应用较多的是 光区。 2、红外谱图纵坐标一般为 ，横坐标一般为 。 简答题： 红外分光光度法的特点。 第二节 基本原理 1、分子内部的运动方式有三种， 即： 、 和 ，相应于这三种不同的运动形式，分子具有 能级、 能级和 能级。 2、一般多原子分子的振动类型分为 振动和 振动。 3、乙烷的振动自由度是 。 4、甲酸的振动自由度是 。 判断题： 1、对称结构分子，如H 2O 分子，没有红外活性。 （ ） 2、水分子的H －O －H 对称伸缩振动不产生吸收峰。 （ ） 选择题： 1、试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰, 频率最小的是 ( ) A C-H B N-H C O-H D F-H 2、已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O 键力常数k/(N ?cm -1 ) 4.5 5.8 5.0 λ/μm 6 6.46 6.85 问C-C, C-N, C-O 键振动能级之差⊿E 顺序为 ( ) A C-C > C-N > C-O B C-N > C-O > C- C C C-C > C-O > C-N D C-O > C-N > C-C 3、判断下列各分子的碳碳对称伸缩振动在红外光谱中哪个是非活性的（） A. CH 3CH 3 B. CH 3CCl 3 C. C C H Cl H Cl D. C C H Cl Cl H 4、在有机化合物的红外吸收光谱中，出现在4000～1250cm －1 频率范围的可用于鉴定官能团，这一段频率范围称为（ ） A. 指纹区 B.倍频区 C.特征区 D.合频区 5、 以上①、②、③、④四种烯的υ C=C 值为： A.①为1650cm -1 ；②为1678cm -1 ；③为1657cm -1 ；④为1781cm -1 B.①为1781cm -1 ；②为1657cm -1 ；③为1650cm -1 ；④为1678cm -1 C.①为1650cm -1 ；②为1657cm -1 ；③为1678cm -1 ；④为1781cm -1 D.①为1781cm -1 ；②为1678cm -1 ；③为1657cm -1 ；④为1650cm -1 6、乙烯分子的振动自由度为： A.20 B.13 C.12 D.6 E.15 7、下列环烯化合物中，υC=C 出现最低波数者为： A. B. C. D. E. 8、下列合物中υC=C 吸收强度最大的化合物为： A.R －CH ＝CH 2 B.R －CH ＝CH －R （顺） C.R －CH ＝CH －R （反） D.R 1－CH ＝CH －R 2（顺） E.R 1－CH ＝CH －COR 2（反） 9、孤立甲基的弯曲振动一般为1380cm -1 ，异丙基中的甲基裂分为1385cm -1 和1375cm -1 ，叔丁基中的甲基裂分为1395cm -1 和1370cm -1 ，造成裂分的原因是： A.分子的对称性 B.振动偶合 C. 费米共振 D.诱导效应
第十二章红外吸收光 谱法
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CO2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．CO2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-CH2CH3、乙R-CO-CH=C（CH3）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 C、β>ν >γ D、β>γ >ν 11．用于鉴别官能团存在的峰称为（） A、特征峰 B、相关峰 C、基频峰 D、泛频峰 12．已知某化合物不含氮，它的红外光谱中 2240~2100cm-1有吸收峰，则该化合物可能是（） A、CH3CH2CH2CH3 B、CH3CH2C≡CH
第一章绪论 第二章光学分析法导论 第三章紫外－可见吸收光谱法 第四章红外吸收光谱法 第五章分子发光分析法 第六章原子发射光谱法 第七章原子吸收与原子荧光光谱法 第八章电化学分析导论 第九章电位分析法 第十章极谱分析法 第十一章电解及库仑分析法 第十二章色谱分析法 第一章绪论 1．解释下列名词： （1）仪器分析与化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、
准确度与检出限。 答：（1）仪器分析与化学分析：以物质得物理性质与物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础得分析方法，这类方法一般需要特殊得仪器，又称为仪器分析法；化学分析就是以物质化学反应为基础得分析方法。（2）标准曲线与线性范围：标准曲线就是被测物质得浓度或含量与仪器响应信号得关系曲线；标准曲线得直线部分所对应得被测物质浓度（或含量）得范围称为该方法得线性范围。（3）灵敏度、精密度、准确度与检出限：物质单位浓度或单位质量得变化引起响应信号值变化得程度，称为方法得灵敏度；精密度就是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果得一致程度；试样含量得测定值与试样含量得真实值（或标准值）相符合得程度称为准确度；某一方法在给定得置信水平上可以检出被测物质得最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质得检出限。对试样中某一成分进行5次测定，所得测定结果（单位μg ?mL -1）分别为 0、36，0、38，0、35，0、37，0、39。（1） 计算测定结果得相对标准偏差； （2） 如果试样中该成分得真实含量就是0、38 μg ?mL -1，试计算测定结果得相 对误差。 解：（1）测定结果得平均值 37.05 39.037.035.038.036.0=++++=x μg ?mL -1 标准偏差