红外光谱基础知识问答
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红外光谱试题一、引言红外光谱是一种重要的分析方法,广泛应用于化学、材料科学、生物医学和环境科学等领域。
在此次红外光谱试题中,将探讨红外光谱的理论基础、仪器设备以及其在研究和应用中的具体应用。
二、红外光谱的理论基础红外光谱是指物质分子吸收或发射红外辐射时的光谱现象。
物质分子在红外区域通过振动、转动和声子等进行能量转换,因此在红外光谱中会出现一系列振动波数吸收峰。
通过观测和分析这些吸收峰,我们可以获得物质的结构信息和化学特性。
三、红外光谱仪器设备红外光谱仪是进行红外光谱实验的关键设备。
一般红外光谱仪包括光源、样品室、光谱仪和检测器等组成部分。
光源可以是发射连续红外光线的热辐射源或者通过离散发射频率的光源。
样品室用于放置待测试样品,一般由透明的红外窗口构成,以确保红外光线可以通过样品。
光谱仪是将入射光按照波数分散开来的设备,可以分析出样品中不同频率对应的振动现象。
最后,检测器用于接收和转换红外光信号,在数字显示屏上显示红外光谱图。
四、红外光谱在有机化学中的应用红外光谱在有机化学中有着广泛的应用。
通过红外光谱可以确定化合物的官能团,判断分子中存在的取代基或官能团类型。
例如,羰基化合物会表现出特定的C=O峰,而羟基化合物则会表现出特定的OH 峰。
通过观测这些峰的位置和强度,我们可以初步确定化合物的结构类型,并进行分子结构的推测。
五、红外光谱在材料科学中的应用红外光谱在材料科学中的应用也非常重要。
例如,红外光谱可以用来研究和分析材料中的晶体结构和化学键性质。
红外光谱能够探测到晶体中的谐振模式和禁戒带隙,从而提供关于材料晶格、键长和键强度等信息。
此外,红外光谱还可以用于分析材料中杂质的存在和分子结构的变化。
六、红外光谱在生物医学中的应用红外光谱在生物医学中具有很大的潜力。
通过红外光谱,可以对生物样品中的蛋白质、脂肪、糖类等进行定性和定量分析。
红外光谱还可以用于研究生物组织的病理学变化,如肿瘤的形成和生长,以及病毒感染的影响等。
1. 简述红外光谱的原理。
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?解:原理: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。
条件:激发能与分子的振动能级差相匹配,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,具有红外吸收活性,只有发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. 解:( 1) 对称与反对称伸缩振动:(2) 面内弯曲振动:(3)面外弯曲振动:3. 何谓基团频率? 它有什么重要用途?解: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4000-1350 cm-1,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.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:(1) 试样的分离和精制;(2)了解试样有关的资料;(3)谱图解析;(4)与标准谱图对照;(5)联机检索 5. 影响基团频率的因素有哪些? 解:有内因和外因两个方面.内因: (1)电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应;(2)氢键;(3)振动耦合;(4)费米共振;(5)立体障碍;(6)环张力。
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?解:在IR 光谱中,频率位于1350-650cm-1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. 7. 将800nm 换算为(1)波数;(2)mm 单位. 解:CHHCHHσasσs CHHCHH (剪式, δ)(摇摆,ρ)CHHCHH(摇摆,ω)(扭曲,τ)8010********80010103771./////=====-m nmcm μλλσ8. 根据下列力常数k 数据,计算各化学键的振动频率(cm-1).(1)乙烷C-H 键,k=5.1N.cm-1; (2)乙炔C-H 键,k=5.9N.cm-1; (3)乙烷C-C 键,k=4.5N.cm-1;(4)苯C-C 键,k=7.6N.cm-1; (5)CH3CN 中的C≡N 键, k=17.5N.cm-1 (6)甲醛 C-O 键,k=12.3N.cm-1。
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:μπkc 21 (1) AN M M M M )(2121+ (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21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN 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12212121.0079.13453.350079.1453.35130729931307-⋅+⨯⨯⎪⎭⎫+⎪⎭⎫ ⎝⎛cm N M M M M σ解:依照上题的计算公式21212121)(1307)(221M M M M k M M M M k cN 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。
红外光谱分析实验的常见问题解答红外光谱分析是一种常用的化学分析技术,通过测定物质在红外辐射下的吸收、反射或透射谱线,来研究物质的结构和成分。
然而,在进行红外光谱实验时,常常会遇到一些问题和困惑。
本文将解答一些常见的问题,帮助读者更好地理解和应用红外光谱分析技术。
一、红外光谱分析的原理是什么?红外光谱分析原理基于物质分子对红外辐射的吸收谱的特征。
红外辐射可以使物质中的原子、分子发生共振激发并产生振转、振动以及旋转等能级间的跃迁。
红外光谱图是对物质在不同波数范围内吸收能量的记录,波数与振动频率成反比。
二、为什么在红外光谱实验中常用KBr制备样品?KBr是一种广泛应用于红外光谱实验中的无机晶体。
它的透明度范围涵盖了红外光谱大部分的重要波数区域。
此外,KBr是一种不活跃的物质,不与大多数物质发生化学反应,因此可以作为样品制备时的载体。
三、如何准备红外光谱样品?样品制备是红外光谱分析中的关键步骤。
一般来说,我们可以将样品与KBr粉末混合均匀,然后用高压机压制成片状。
另外,还可以使用ATR (AttenuatedTotal Reflectance)技术,将样品直接放置在ATR晶体上进行分析,无需制备样品盘。
四、为什么在红外光谱中经常观察到鸣波?鸣波是红外光谱分析中常见的现象,它与仪器的分辨率相关。
红外光谱波数范围广泛,当波数较高或较低时,仪器的分辨率有限,会导致峰状吸收信号的展宽。
这种展宽现象就像泛起的涟漪,被称为鸣波。
通常,我们可以通过增加仪器的分辨率来减少或消除鸣波。
五、如何解决红外光谱图上的峰重叠问题?峰重叠是由于样品中多种成分在红外光谱中发生吸收而导致的。
解决峰重叠问题的常见方法包括谱解析和数学分离技术。
谱解析可以通过准确的数据分析和解谱来确定不同峰的特征,并将其分离出来。
数学分离技术则利用数学算法对谱线进行分离和拟合,将不同成分的峰波分离出来。
六、为什么需要进行样品预处理?样品预处理是为了提高红外光谱分析的精度和准确性。
红外光谱知识点一、红外光谱的基本原理。
1. 概念。
- 红外光谱(Infrared Spectroscopy,IR)是分子能选择性吸收某些波长的红外线,而引起分子中振动能级和转动能级的跃迁,检测红外线被吸收的情况可得到物质的红外吸收光谱。
2. 分子振动类型。
- 伸缩振动:原子沿键轴方向伸缩,键长发生变化而键角不变的振动,又分为对称伸缩振动(νs)和不对称伸缩振动(νas)。
例如,对于亚甲基(-CH₂ -),对称伸缩振动时两个C - H键同时伸长或缩短;不对称伸缩振动时一个C - H键伸长,另一个缩短。
- 弯曲振动:又称变形振动,是使键角发生周期性变化而键长不变的振动。
它包括面内弯曲振动(如剪式振动δ、面内摇摆振动ρ)和面外弯曲振动(如面外摇摆振动ω、扭曲振动τ)等。
以水分子为例,H - O - H的键角可以发生弯曲变化。
3. 红外吸收的条件。
- 分子振动必须伴随偶极矩的变化。
具有对称中心的分子,如二氧化碳(O = C = O),其对称伸缩振动不产生偶极矩变化,所以在红外光谱中没有该振动的吸收峰;而不对称伸缩振动产生偶极矩变化,有吸收峰。
- 辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的能量相等。
根据E = hν(h为普朗克常量,ν为频率),只有当红外光的频率与分子振动频率相匹配时,才会发生吸收。
二、红外光谱仪及其工作原理。
1. 仪器类型。
- 色散型红外光谱仪:主要由光源、单色器、样品池、检测器和记录系统等部分组成。
光源产生的红外光经过单色器分光后,依次通过样品池和参比池,被样品吸收后的光强与参比光强比较,检测器检测光强的变化并转换为电信号,经记录系统得到红外光谱图。
- 傅里叶变换红外光谱仪(FT - IR):基于迈克尔逊干涉仪原理。
光源发出的光经过干涉仪后变成干涉光,再照射到样品上,样品对干涉光有选择地吸收,含有样品信息的干涉光被检测器检测,经计算机进行傅里叶变换处理后得到红外光谱图。
它具有分辨率高、扫描速度快、光通量高等优点。
红外谱图解析基础知识(一)、基团频率区和指纹区1、基团频率区中红外光谱区可分成4000 cm-1 ~1300(1800)cm-1和1800 (1300 )cm-1 ~ 600 cm-1两个区域。
最有分析价值的基团频率在4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 之间,这一区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
区内的峰是由伸缩振动产生的吸收带,比较稀疏,容易辨认,常用于鉴定官能团。
在1800 cm-1 (1300 cm-1 )~600 cm-1 区域内,除单键的伸缩振动外,还有因变形振动产生的谱带。
这种振动基团频率和特征吸收峰与整个分子的结构有关。
当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的差异,并显示出分子特征。
这种情况就像人的指纹一样,因此称为指纹区。
指纹区对于指认结构类似的化合物很有帮助,而且可以作为化合物存在某种基团的旁证。
基团频率区可分为三个区域:(1)4000 ~2500 cm-1 X-H伸缩振动区,X可以是O、N、C或S等原子。
O-H基的伸缩振动出现在3650 ~3200 cm-1 范围内,它可以作为判断有无醇类、酚类和有机酸类的重要依据。
当醇和酚溶于非极性溶剂(如CCl4),浓度于0.01mol. dm-3时,在3650 ~3580 cm-1 处出现游离O-H基的伸缩振动吸收,峰形尖锐,且没有其它吸收峰干扰,易于识别。
当试样浓度增加时,羟基化合物产生缔合现象,O-H基的伸缩振动吸收峰向低波数方向位移,在3400 ~3200 cm-1 出现一个宽而强的吸收峰。
胺和酰胺的N-H伸缩振动也出现在3500~3100 cm-1 ,因此,可能会对O-H伸缩振动有干扰。
C-H的伸缩振动可分为饱和和不饱和的两种。
饱和的C-H伸缩振动出现在3000 cm-1以下,约3000~2800 cm-1 ,取代基对它们影响很小。
如-CH3 基的伸缩吸收出现在2960 cm-1和2876 cm-1附近;R2CH2基的吸收在2930 cm-1 和2850 cm-1附近;R3CH基的吸收基出现在2890 cm-1 附近,但强度很弱。
红外光谱习题答案红外光谱习题答案红外光谱是一种常用的分析技术,广泛应用于化学、生物、环境等领域。
通过测量样品在红外光波段的吸收特性,可以得到样品的结构信息、化学键的类型和存在形式等。
在学习和应用红外光谱时,我们常常会遇到一些习题,下面将就一些常见的红外光谱习题给出详细的答案。
1. 以下是一张红外光谱图,请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案:根据红外光谱图,我们可以观察到以下吸收峰:3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰,这是羟基(-OH)的伸缩振动;1700 cm-1处有一个强烈的峰,这是酮羰基(C=O)的伸缩振动;2900-3000 cm-1处有一系列峰,这是烷基的伸缩振动;1450 cm-1处有一个峰,这是烷基的弯曲振动。
综合考虑,该化合物可能是一个含有羟基和酮羰基的酮类化合物。
2. 以下是一张红外光谱图,请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案:根据红外光谱图,我们可以观察到以下吸收峰:3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰,这是羟基(-OH)的伸缩振动;1750 cm-1处有一个强烈的峰,这是酯羰基(C=O)的伸缩振动;2900-3000 cm-1处有一系列峰,这是烷基的伸缩振动。
综合考虑,该化合物可能是一个含有羟基和酯羰基的酯类化合物。
3. 以下是一张红外光谱图,请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案:根据红外光谱图,我们可以观察到以下吸收峰:3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰,这是羟基(-OH)的伸缩振动;1700 cm-1处有一个强烈的峰,这是醛羰基(C=O)的伸缩振动;2900-3000 cm-1处有一系列峰,这是烷基的伸缩振动。
综合考虑,该化合物可能是一个含有羟基和醛羰基的醛类化合物。
4. 以下是一张红外光谱图,请根据图中的吸收峰解析该化合物的结构。
答案:根据红外光谱图,我们可以观察到以下吸收峰:3300 cm-1处有一个宽而强烈的峰,这是羟基(-OH)的伸缩振动;3400 cm-1处有一个峰,这是胺基(-NH)的伸缩振动;1700 cm-1处有一个强烈的峰,这是酰胺羰基(C=O)的伸缩振动;2900-3000 cm-1处有一系列峰,这是烷基的伸缩振动。
高中化学复习知识点:红外光谱一、单选题1.某有机物A的分子式为C4H10O,红外光谱图如图所示,则A的结构简式为()A.CH3OCH2CH2CH3B.CH3CH2OCH2CH3C.CH3CH2CH2OCH3D.(CH3)2CHOCH32.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示,下列说法中错误的是()A.由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D.若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH33.3.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可初步判断该有机物分子拥有的A.同分异构体数B.原子个数C.基团种类D.共价键种类4.能够测定分子结构和化学键的方法是()①质谱②红外光谱③紫外光谱④核磁共振谱A.①②B.③④C.②D.①④5.下列说法不正确的是A.利用红外光谱可以初步判断有机化合物中具有哪些基团B.蛋白质的二级结构主要是依靠某些原子间的氢键实现的C.同位素示踪法常用于研究化学反应历程D.利用双缩脲试剂遇氨基酸呈现紫玫瑰色检验氨基酸的存在6.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的有()A.由红外光谱可知,该有机物中至少含有三种不同的化学键B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C.若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3D.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数7.下列说法正确的是()A.甲烷、乙烯和苯在工业上都通过石油裂化得到B.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料C.1H核磁共振谱能反映出有机物中不同环境氢原子的种类和个数D.根据红外光谱图的分析可以初步判断有机物中具有哪些基团8.下列说法正确的是( )A.相对分子质量相近的醇比烷烃沸点高是因为醇分子间存在氢键B.苯和油脂均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.红外光谱分析不能区分乙醇和乙酸乙酯D.蛋白质溶液中加硫酸铵或氯化铜溶液,均会发生蛋白质的变性9.下列叙述正确的是( )A.聚乙烯不能使酸性KMnO4溶液褪色B .和 均是芳香烃,既是芳香烃又是芳香化合物C .和分子组成相差一个—CH 2—,因此是同系物关系D .分子式为C 2H 6O 的红外光谱图上发现有C-H 键和C-O 键的振动吸收,由此可以初步推测有机物结构简式为C 2H 5-OH10.下列方法能用于鉴别二甲醚(CH 3OCH 3)和乙醇的是A .李比希燃烧法B .铜丝燃烧法C .红外光谱法D .元素分析仪二、综合题11.有机物A 只含有C 、H 、O 三种元素,常用作有机合成的中间体。
红外光谱试题及答案解析一、选择题(每题2分,共10分)1. 红外光谱中,分子振动的类型不包括以下哪一项?A. 伸缩振动B. 弯曲振动C. 旋转振动D. 电子跃迁答案:C解析:红外光谱主要研究的是分子振动的伸缩和弯曲振动,而旋转振动通常不涉及。
2. 下列哪种物质的红外光谱中不会出现碳氢键的特征吸收峰?A. 甲烷B. 乙醇C. 二氧化碳D. 苯答案:C解析:二氧化碳分子中没有碳氢键,因此其红外光谱中不会出现碳氢键的特征吸收峰。
3. 红外光谱仪中,用于检测红外光的设备是:A. 光电倍增管B. 光电二极管C. 热电偶D. 光电晶体管答案:A解析:光电倍增管是一种高灵敏度的光电探测器,常用于检测红外光谱仪中的红外光。
4. 下列哪种物质的红外光谱中,C=O键的吸收峰通常出现在1700cm^-1以上?A. 酮B. 酯C. 醛D. 羧酸答案:D解析:羧酸中的C=O键由于与羧基中的O-H键形成氢键,使得C=O键的吸收峰向高波数方向移动,通常出现在1700cm^-1以上。
5. 红外光谱分析中,样品的制备方法不包括以下哪一项?A. 压片法B. 溶液法C. 热解法D. 薄膜法答案:C解析:热解法通常用于样品的预处理,而不是样品的制备方法。
二、填空题(每题2分,共10分)1. 红外光谱中,分子振动的类型包括伸缩振动和______振动。
答案:弯曲2. 红外光谱仪的光源通常使用的是______灯。
答案:卤钨3. 红外光谱中,碳氧双键(C=O)的特征吸收峰通常出现在______cm^-1附近。
答案:17004. 红外光谱分析中,样品制备的常用方法包括压片法、溶液法和______。
答案:薄膜法5. 红外光谱仪的检测器中,______是常用的一种高灵敏度检测器。
答案:光电倍增管三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述红外光谱分析的原理。
答案:红外光谱分析的原理基于分子振动能级跃迁。
当分子受到红外光照射时,如果红外光的频率与分子振动的频率相匹配,分子就会吸收红外光,导致振动能级的跃迁。
1.想要分析反应前后的官能团变化,只提供产物的红外光谱可以吗?
不行。
对于原料,不同的原料状态(晶型,含水量,制备方法等)的红外光谱会有差异,谱图库中的原料不一定能与实测原料匹配;对于产物,可能包含原料的物理混合,静电吸附或化学反应等因素,单独的产物红外难以判断这三种因素的影响;最重要的一点,审稿人会要求提供反应前后的光谱数据。
2.混合物的红外分析为什么要尽量提供详细的成分信息?
不同成分的红外光谱图可能会相互掩盖,给红外光谱中官能团的指认带来很大的困难,也容易误判官能团。
提供详细的成分信息后,可以有针对性的进行检索,提高官能团指认的准确性。
3.两种材料含有相同的官能团,能用红外光谱进行区分吗,可以用红外光谱进行分析其反应吗?
大多数情况都是可以的,有时不同的材料可能具有相同的官能团,但由于分子式不同,其官能团在红外光谱上的差异是很明显的,因此可以用红外光谱分析。
4.平滑-基线校正-归一化是红外光谱数据处理的常见方法,处理会对光谱造成什么样的影响?什么情况需要处理,什么情况要尽量避免处理?
平滑-基线校正-归一化会不同程度的改变光谱信息。
归一化不改变峰位和峰形,但会改变峰强;平滑不改变峰位,峰强,但对峰形会有影响;基线校正不改变峰位,但会改变峰强和峰形。
红外光谱习题一. 选择题1.红外光谱是(AE )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(ACE ) 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:2N5 分子不具有红外活性的,必须是(D ) 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(ACD )A:O-H伸缩振动数在4000~25001-cm B:C-O 伸缩振动波数在2500~15001-cmC:N-H 弯曲振动波数在4000~25001-cm D:C-N 伸缩振动波数在1500~10001-cmE:C ≡N 伸缩振动在1500~10001-cm7.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(B )A:乙烷中C-H 键,=k 5.1510⨯达因1-⋅cmB: 乙炔中C-H 键, =k 5.9510⨯达因1-⋅cmC: 乙烷中C-C 键, =k 4.5510⨯达因1-⋅cmD: CH 3C ≡N 中C ≡N 键, =k 17.5510⨯达因1-⋅cmE:蚁醛中C=O 键, =k 12.3510⨯达因1-⋅cm8.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 )117. 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 )δsCH18. 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 320. 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22. 色散型红外分光光度计检测器多 (C ) A 电子倍增器 B 光电倍增管C 高真空热电偶D 无线电线圈23. 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 (C )A CH3-CHOB CH3-CO-CH3C CH3-CHOH-CH3D CH3-O-CH2-CH324. 某化合物在紫外光区204nm 处有一弱吸收,在红外光谱中有如下吸收峰:3300-2500 cm-1(宽峰),1710 cm-1,则该化合物可能是 (C ) A 、醛 B 、酮 C 、羧酸 D 、烯烃二.填空1 对于同一个化学键而言,台C-H 键,弯曲振动比伸缩振动的力常数__小__,所以前者的振动频率比后者__小___.2 C-H,C-C,C-O,C-Cl,C-Br 键的振动频率,最小的是C-Br_.3 C-H,和C-D 键的伸缩振动谱带,波数最小的是C-D_键.4 在振动过程中,键或基团的_偶极矩_不发生变化,就不吸收红外光.5 以下三个化合物的不饱和度各为多少?(1)188H C ,U =_0__ . (2)N H C 74, U = 2 .(3) ,U =_5_.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(4000~6501-cm )中,人们经常把4000~13501-cm 区域称为_官能团区_,而把1350~6501-cm 区域称为_指纹区.8 氢键效应使OH 伸缩振动频率向__________________波方向移动.9 羧酸在稀溶液中C=O 吸收在~17601-cm ,在浓溶液,纯溶液或固体时,健的力常数会 变小 ,使C=O 伸缩振动移向_长波_方向.10 试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是__后者__,原因是_R ’与羰基的超共轭__.11 试比较与,在红外光谱中羰基伸缩振动的波数大的是_后者__,原因是__电负性大的原子使羰基的力常数增加_.12 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__减少_.三.问答题1. 分子的每一个振动自由度是否都能产生一个红外吸收?为什么?2. 如何用红外光谱区别下列各对化合物?a P-CH3-Ph-COOH 和Ph-COOCH3b 苯酚和环己醇3.一个化合物的结构不是A就是B,其部分光谱图如下,试确定其结构。
红外光谱练习题在现代科学技术的发展中,红外光谱技术广泛应用于化学、物理、生物、环境等多个领域。
红外光谱的原理和应用是科学研究和工程实践中必备的基础知识。
为了帮助同学们更好地理解和掌握红外光谱技术,本文将为大家提供一些红外光谱的练习题。
练习题一1.红外光谱是通过测量物质在红外辐射作用下发生______而产生的。
(A)电离(B)振动(C)共振(D)拉曼散射2.红外光谱是通过测量物质对______辐射的吸收而实现的。
(A)可见光(B)高能γ射线(C)微波(D)红外3.红外光谱的主要谱区是______。
(A)300 nm - 800 nm(B)800 nm - 2000 nm(C)2 μm - 15 μm(D)15 μm - 40 μm4.红外光谱的指纹区是指谱图中______的部分。
(A)蓝色(B)红色(C)绿色(D)特征5.以下哪种物质的红外光谱中会出现O-H键伸缩振动的峰?(A)脂肪(B)醛(C)芳香化合物(D)卤代烃练习题二1.以下哪种红外光谱技术可以用于快速检测食品中的添加剂和污染物?(A)偏振红外光谱(B)傅里叶红外光谱(C)拉曼光谱(D)透射红外光谱2.以下哪种红外光谱技术可以用于分析有机物的官能团?(A)反射红外光谱(B)散射红外光谱(C)吸收红外光谱(D)穿透红外光谱3.以下哪种红外光谱技术可以用于分析无机物的晶体结构?(A)光谱仪(B)红外显微镜(C)质谱仪(D)色谱仪4.以下哪种红外光谱技术可以用于研究生物高分子的结构和功能?(A)荧光分析(B)紫外-可见吸收光谱(C)近红外光谱(D)紫外-紫外荧光光谱5.以下哪种材料适用于制备红外光谱实验中的窗口?(A)铝(B)玻璃(C)铁(D)锂晶体练习题三1.红外光谱在______领域的应用包括环境监测、食品质量检测和生物医学研究等。
(A)化学(B)物理(C)生物(D)电子2.以下哪种红外光谱技术可以用于检测环境中的大气污染物?(A)傅里叶红外光谱(B)吸收红外光谱(C)散射红外光谱(D)透射红外光谱3.红外光谱在______领域的应用包括石油化工、橡胶、聚合物等。
红外光谱分析复习提纲一、基本原理1、常用的中红外区4000-650cm-1(2.5-15.4μ)。
2、红外光谱的主要振动形式:伸缩振动和弯曲振动。
3、红外光谱的吸收峰强度主要取决于分子振动时偶极矩变化大小。
基团的极性大,吸收峰强。
二、影响官能团吸收频率的因素1、电子效应(a)诱导效应以羰基为例,推电子基团使羰基吸收峰往低波数移动;吸电子基团反之。
(b)中介效应氧、氮和硫等使不饱和基团的振动波数降低,而自身连接的化学键振动波数升高。
(c)共轭效应羰基与双键共轭,羰基吸收峰往低波数移动。
2、空间效应(a)环的张力环的张力加大,环上基团的吸收峰往高波数移动。
环的键角越小,环外双键(C=C)的吸收峰往高波数移动;环外双键(=C-H)的吸收峰亦往高波数移动;环内双键(C=C)的吸收峰往低波数移动。
(b)空间障碍大基团的空间位阻作用,使邻近基团的吸收峰往高波数移动。
(c)氢键影响无论是分子间或分子内氢键,均使吸收峰往低波数移动三、红外光谱吸收波段的划分(cm-1)1、4000-2500(a)羟基、胺基等(b)C-H伸缩振动3000以上为不饱和,3000以下为饱和(c)叁键、累积双键(C≡C C≡N -N=C=S 2500-2000)(d)铵盐 (2700-2200cm-1)2、2000-1500(a)羰基(b)双键、苯环骨架、杂芳环、硝基(υas)(c)羧酸盐3、1500-1300(a)饱和碳氢弯曲振动(b)硝基(υs)4、1300-910(a)C-O单键伸缩振动(醚、醇)(c)P=O,P=S伸缩振动(d)砜、亚砜、磺酸盐、5、910以下判断苯环取代位置的主要依据烯烃的碳氢弯曲振动四、指纹区和官能团区4000-1300cm-1为官能团区,1300-650cm-1为指纹区。
红外光谱知识点总结一、红外光谱的基本原理1. 红外辐射红外光波长范围为0.78~1000微米,是可见光和微波之间的一部分光谱。
物质在光谱范围内会吸收、散射和发射红外光。
这些过程可以用来获取物质的结构信息。
2. 分子振动分子在吸收红外辐射时,分子内部的振动模式会发生变化,这些振动模式会导致物质对不同波长的红外光有不同的吸收峰。
根据分子结构、键的类型和位置不同,红外吸收峰会出现在不同的波数位置。
3. 红外吸收谱红外吸收谱是将物质对不同波数的红外光的吸收强度绘制成图谱。
在红外吸收谱中,不同的振动模式会对应不同的吸收峰,通过谱图的解析可以得到物质的结构信息。
4. 红外光谱仪红外光谱仪是用于测定物质的红外吸收光谱的仪器,它主要包括光源、分光器、样品室、检测器和数据处理系统等部分。
常见的红外光谱仪有光散射型、光路差型和干涉型等。
二、红外光谱的仪器分析技术1. 光散射型红外光谱仪光散射型红外光谱仪是通过散射光进行分析的,它适用于固态样品和粉末样品的分析。
该仪器操作简单,对样品的要求不高,但是分辨率较低。
2. 光路差型红外光谱仪光路差型红外光谱仪利用干涉光进行分析,可以获得高分辨率的红外光谱。
它适用于高精度的定量分析和结构鉴定,但是对样品的平整度和光路的稳定性要求较高。
3. 干涉型红外光谱仪干涉型红外光谱仪采用光源产生的连续光通过光栅或凸透镜分散成各个不同波数的光线,对于样品吸收光线的强度进行检测,然后通过计算机进行数据处理。
其优点是分辨率高、峰型窄、精确度高,适用于各种样品的定性、定量和成分分析。
4. 远红外光谱和近红外光谱远红外光谱仪可以用于检测液体样品和气态样品,其波数范围在4000~400 cm-1之间。
而近红外光谱则适用于固态和半固态样品的分析,波数范围在12500~4000 cm-1之间。
三、红外光谱的谱图解析1. 物质的结构信息根据红外光谱谱图的解析可以获得物质的结构信息,如键的种类、键的位置、分子的构型等。
高中化学红外光谱问题解答技巧红外光谱是一种常用的分析方法,用于研究物质的结构和性质。
在高中化学学习中,学生经常会接触到与红外光谱相关的问题。
本文将介绍一些解答这类问题的技巧,帮助学生更好地理解和应用红外光谱知识。
一、理解红外光谱的基本原理在解答红外光谱问题之前,首先需要理解红外光谱的基本原理。
红外光谱是通过测量物质在红外辐射下吸收或发射的光能来研究物质的结构和性质。
红外光谱图通常以波数为横轴,吸光度为纵轴,显示了物质在不同波数下吸收红外辐射的强度。
二、解读红外光谱图1. 确定吸收峰的位置红外光谱图上的吸收峰代表了物质在不同波数下吸收红外辐射的强度。
通过观察吸收峰的位置,可以推断出物质中存在的官能团或化学键。
例如,C-H键通常在3000-2850 cm-1的波数范围内有吸收峰,C=O键通常在1800-1650 cm-1的波数范围内有吸收峰。
2. 分析吸收峰的形状和强度吸收峰的形状和强度可以提供关于物质结构的信息。
对于有机物而言,吸收峰的形状通常呈现为尖峰或肩峰。
尖峰表示存在单一官能团或化学键,而肩峰表示存在多个相似的官能团或化学键。
吸收峰的强度与官能团或化学键的含量有关,强吸收峰表示含量较高。
3. 判断官能团或化学键的存在根据吸收峰的位置、形状和强度,可以推断出物质中存在的官能团或化学键。
例如,如果在波数范围1700-1600 cm-1处有一个强吸收峰,可以推断出物质中存在C=O键,可能是酮或醛。
三、举一反三通过掌握红外光谱的基本原理和解读方法,我们可以举一反三,解答更多类型的红外光谱问题。
以下是一些常见的红外光谱问题类型及解答技巧:1. 判断有机化合物的结构通过观察红外光谱图上的吸收峰位置和形状,可以推断出有机化合物中存在的官能团或化学键,从而确定其结构。
例如,如果在波数范围3000-2850 cm-1处有一个强吸收峰,可以推断出有机化合物中存在C-H键,可能是烷烃。
2. 判断有机化合物的同分异构体有机化合物的同分异构体具有相同的分子式,但结构不同。
一文读懂红外光谱分析常见问题(二)进行红外光谱分析时,为什么要求试样为单一组分且为纯样品?红外光谱默认表示中红外光谱,主要用来定性分析官能团。
所以如果想知道样品中有什么组分,需要分析纯样,然后分析复合样品。
网上有中红外标准谱库,可以检索要分析的物质或组分,对比后即可知道样品中含有哪些组分。
红外光谱分析!区分水峰和氨基峰?水特征峰在1630cm-1,3420cm-1附近,游离伯胺在3490~3400处有两个吸收峰,缔合胺伸缩振动向低波数位移,水峰一般来说都比较的宽,而伯胺的峰比较尖锐。
你可以再烘久一点,再做红外,看是否还有水的吸收峰,如果没什么变化,那应该是氨基峰,如果变弱了,应该还有少量的水。
在催化剂表征中对所做的的红外光谱做半定量分析:例如信号值增加,物种含量增大半定量分析的结果是否可靠?信号值与制样时样品与KBr的比例是否有关?可以计算相对强度啊,首先进行归一化处理,然后确定一个强度几乎不变的的峰,然后计算你关心的峰与这个峰的强度比值。
或者计算每一张谱与某一张谱(最好是不含你关心的物质的红外光谱)的夹角,建立夹角与你关心物质含量的对应关系,这种方法前提是只有一个变化因素。
案例:FTIR谱图求助—求大神分析一个红外光谱谱图A:可能设备出了故障或者操作问题,没有吸收峰。
懂红外的帮忙分析一下红外光谱图1141附近那个峰是哪个官能团引起的,红外所测物质为柠檬酸钠辅助水热制备的NaGd(MoO4)2:Eu3+1、首先确定羰基的存在与否。
羰基在1640~1820cm-1区域内产生强吸收峰,往往是谱图中的最强峰,中等宽度。
若上述区域内没有这样的峰,便可知被测物无羰基。
若有羰基存在,进一步确定:①酸基:有-OH存在,在2500~3300 cm-1区域内有一个宽的吸收峰。
②酰胺:有-NH存在的酰胺,在3500cm-1附近有中等强度吸收,有时呈强度相等的双峰,为-NH2型酰胺。
伯酰胺在1410 cm-1还有C-N的吸收。
红外光谱基础知识问答
1.红外吸收光谱是怎么产生的?
答:红外吸收光谱是在红外辐射的作用下,分子发生振动和转动能级跃迁时所产生的分子吸收光谱。
2.红外吸收光谱用于定性分析的基础是什么?
答:已经证实,除了光学异构体外,没有两种化合物会具有完全相同的红外光谱,因此,红外光谱是每种化合物特异性能很强的一种物理性质,是定性分析的基础。
3.近红外区、中红外区和远红外区是怎么划分的?
答:通常将红外区划分为近红外区(12800~4000cm-1)、中红外区(4000~400cm-1)、远红外区(4000~10cm-1)。
4.通常所指的红外区是近红外区、中红外区和远红外区中的哪一个区?
答:通常所指的红外区是中红外区。
5.中红外区中氢伸展区是怎么划分的?
答:氢伸展区在3700~2700cm-1,在此区域内强吸收光谱主要来自氢原子和其它原子之间的伸展振动。
6.中红外区中指纹区是怎么划分的?
答:指纹区在1500~700 cm-1,在这个光谱区域内,分子构型与结构的微小差别都能引起吸收峰上的明显改变。
假若两种化合物在此区域内的光谱很一致,就可断定它们的结构是相同的。
7.利用红外光谱进行定性分析的基本步骤是什么?
答:基本步骤是;
(1)测验谱图:关键是得到代表性谱图。
(2)解析谱图:这是红外光谱定性分析最关键的一步,只有当样品吸收谱图中的吸收峰位置、个数、形状与标准谱图相同,才能证明定性的可靠性。
(3)对比利用其它方法提供的信息,综合分析,得出结论。
8.红外光谱定量分析的理论基础是什么?
答;红外光谱定量分析的理论基础是朗伯-比尔定律。
9.红外光谱定量分析的操作要点有哪些?
答:其要点有:
(1)选择适当的分析波长,通常应选在被分析组分的特征吸收处。
(2)选择适当的样品厚度。
(3)选择适当的读取吸光度的方法。
10.红外吸收光谱定量分析的准确性取决于哪些因素?
答:其准确性取决于吸收峰的强度及混合物中各组分特征峰有无干扰等因素。
11.红外吸收光谱在催化剂研究中有哪些应用?
答:可用于测定催化剂表面羰基、测定催化剂的骨架振动以及固体表面酸性的表征。
12.近红外区的研究内容是什么?
答:近红外区主要用来研究O—H,N—H及C—H键的倍频吸收。
13.远红外区的研究内容是什么?
答:远红外区主要用来研究分子的纯转动能级跃迁以及晶体的晶格振动产生的吸收。
14.红外光谱仪分为哪两种?
答:分为色散型红外光谱仪和傅立叶变换红外光谱仪。
15.色散型红外光谱仪由哪几部分组成?
答:它是由红外光源、单色器、检测器、电子放大器和记录器组成。
16.理想的红外光源是什么?
答:理想的红外光源是能够发射高强度连续红外波长光的物体。
17.单色器的作用是什么?
答:单色器的功能是把通过样品槽和参比槽而进入入射狭缝的复色光分成单色光射到检测器上加以测量。
18.色散元件包括哪两种形式?
答:色散元件包括棱镜和光栅两种形式。
19.滤光器是一种什么样的元件?
答:滤光器是一种能从复色光中分割出窄光带(具有一定波长范围)来的元件。
20.滤光器按照作用原理可分为哪几种类型?
答:按照作用原理可分为四种类型,即反射滤光器、透射滤光器、干涉滤光器和散射滤光器。
21.红外检测器的作用是什么?
答:其作用就是把照射在它上面的红外光变成电信号。
22.目前使用的检测器有哪些类型?
答:有热电型、光电导型、半导体P-N结型、电阻量热计型等多种类型。
23.检测器的主要性能有哪些?
答:主要性能有:
(1)检测的波长范围。
(2)最小可检测功率。
(3)检测响应时间。
(4)检测器的灵敏度。
24.影响红外光谱仪测试质量的因素有哪些?
答:决定光谱质量的三要素是:分辨率、测量准确度和扫描速度。
25.测量准确度除了仪器的光学因素外,还受哪些因素的影响?
答:还受噪音、仪器的动态响应、样品制备方法和条件及杂散光等因素的影响。
26.为何要进行红外光谱仪的波数校正?
答:用红外光谱仪进行物质结构分析时,主要是依靠样品的吸收峰的位置,所以仪器的波数的准确度和波数的再现性很重要,应该经常加以校正。
27.什么叫傅立叶光谱法?
答:傅立叶光谱法是利用干涉图和光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图和对干涉图进行傅立叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。
28.傅立叶红外光谱仪(简称FTIR光谱仪)区别于一般色散型红外光谱仪的特点是什么?答:FTIR光谱仪无分光系统,测量时是应用经干涉仪调制了的干涉光。
可一次取得全波段信息。
具有高光通量、低噪声、测量速度快等一系列优点。
29.傅立叶红外光谱仪由哪几部分组成?
答:FTIR是由光学测量系统、计算机数据处理系统、计算机接口及电子线路系统等几个主要部分组成。
30.傅立叶红外光谱仪的光学系统由哪几部分组成?
答:光学系统包括由固定镜、移动镜和分束器组成的干涉仪,和光源及检测器以及各种红外反射镜、激光系统。
31.固体样品的制样方法有哪些?
答:有溶液法、粉末法、糊状法、压片法、薄膜法、反射法、热裂解法等多种方法。
32.饱和烃的红外吸收峰可以分为哪两类?
答:一类是由C—H振动引起的,另一类是由碳骨架振动引起的。
33.朗伯-比尔定律A=abc中a, b分别代表什么?
答:a代表吸收系数,b代表液池厚度。
34.一张好的红外谱图,大部分吸收峰的透过率应在什么范围内?
答:大部分吸收峰的透过率应在20%~60%范围内。
35.空气中的二氧化碳会在哪两个波数处出峰,干扰其它吸收峰?
答:二氧化碳会在2350 cm-1和667 cm-1区出现吸收。
36.萨特勒(Sadtler)谱库分为哪两大类?
答:一类为纯化合物的标准图,另一类为商品光谱图。
37.萨特勒(Sadtler)谱库的四类索引分别是什么?
答:四种索引是:
(1)化合物名称索引(按英文名称的字母顺序排列)。
(2)分子式索引(按组成分子的碳、氢和其它元素的原子个数顺序排列)。
(3)化学分类索引(按照分子中出现的官能团来编目)。
(4)光谱收集顺序号索引。
38.来自光源的入射光通过样品槽时,入射光强度即行减弱,光强减弱的原因有哪些?答:光强减弱的原因有:
(1)吸收槽窗表面和样品的反射使部分入射光返回。
(2)样品的散射。
(3)样品的吸收。
39.傅立叶变换红外光谱仪在远红外区的检测器可分为哪两类?
答:一类是常温下工作的检测器,另一类是低温下工作的检测器。
40.影响远红外测量的因素有哪些?
答:影响因素有水汽、噪声和各种测试参数。
41.能观察到的远红外吸收大致分为哪几类?
答:能观察到的远红外吸收有:
(1)重原子之间的伸缩振动和弯曲振动。
(2)气体或液体的扭转振动。
(3)环状分子的环变形振动。
(4)分子间氢键振动。
(5)晶格振动。
(6)气体分子的纯转动。
42.晶体通常分为哪三类?
答:晶体通常分为三类:原子晶体,离子晶体和分子晶体。
43.哪一类晶体可用作远红外的光学材料?
答:原子晶体在远红外区无晶格振动吸收,可用作远红外的光学材料。
44.色谱与傅立叶红外光谱仪联用分别是基于各自的什么特点?
答:是基于色谱法的长于分离,弱于定性以及红外光谱法的强于结构分析,但对于混合物的分析却常常无能为力的特点。
45.什么装置的出现为傅立叶变换红外光谱与气相色谱的联用创造了条件?
答:快速扫描干涉仪的出现为傅立叶变换红外光谱与气相色谱的联用创造了条件。
46.气相色谱-傅立叶变换红外光谱系统由几部分组成?
答:由气相色谱单元、接口和傅立叶变换光谱单元组成。
47.接口是气相色谱-傅立叶变换红外光谱系统的关键部分,目前有哪两种类型?
答:目前已有光管接口和冷冻捕集接口两种类型。
48.气—红联用仪中光管的体积过大,会造成什么影响?
答:光管的体积过大,色谱馏分在光管中被稀释,导致红外光谱的灵敏度降低,色谱分辨率也受到影响。
49.由气—红联用数据重建色谱图的方法有哪些?
答:有总吸光度法、最大吸光度法、Gram-Schmidt重建法和吸光度重建法。
50.近红外谱区的吸收是怎样形成的?
答:是由于分子振动的倍频或合频吸收所造成的。
51.影响特征基团吸收频率位移的因素有哪些?
答:一部分是属于分子内的结构因素如电效应、空间效应和振动偶合等,另一部分是属于分子外部环境的影响,如物态变化,溶剂效应和氢键等。