第8章 红外作业
1. 已知O-H键的力常数是7.7N/cm，O-H键折合质量μ为0.941，试计算O—H的伸缩振动频率（以cm-1）
解：1-24510cm 371210673.1941.0107.710314.32121kc
2. 已知C=O键的伸缩振动频率为1720cm-1，其μ为6.85，试求C=O键的力常数k。
解：=6.85×1.673×10-24=1.146×10-23
N/cm 12.03 dyn/cm10203.110146.1)1720103(3.144μ)νc 4(kμkc 21ν6232102
3. 指出下列各种振动形式那些是红外活性振动？哪些是非红外活性振动？
解：乙烷中C-C为非红外活性振动。
1，1，1-三氯乙烷中 C-C为红外活性振动。
SO2中S=O，为红外活性振动。
4． 如何用红外光谱区别下列化合物
（1）CH3COOH 和 COOCH3
（2）CH3CH2CCH3O和 CH3CH2CH2CHO （3）OH 和 O
（4）C2H5CCCH3HH和C2H5CCHHCH3
解（1）根据3300~2500cm-1是否出现O-H伸缩振动吸收峰（宽峰）区分酸和酯。
（2）根据2720cm-1是否出现醛基的C-H费米共振吸收峰区分出醛来。
（3）根据1650-1850cm-1是否出现C=O吸收峰判断出酮来。
（4）顺式烯烃C-H弯曲振动在675-725cm-1,反式烯烃C-H弯曲振动在1000~950cm-1.
5．把下列化合物按νC=O波数增加的顺序进行排列，并说明理由。
解：（1）CH3COCH3CH3COOHCH3COClCH3COF<<<
(2)CH3COCH3CH3COHCH3COOC2H5CH3COCl<<
6.下列基团的νC-H出现在什么位置？ （1）-CH3 （2）-CH=CH2 （3）-C≡CH （4）COH
红外吸收光谱法
一、选择题
1. CH3—CH3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H2S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：MhhvEk2 ;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）
第二章 红外光谱
一、判断题
[1] 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。（√）
[2] 同核双原子分子N≡N、Cl-Cl、H-H等无红外活性。（√）
[3] 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。（√）
[4] 确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。（×）
[5] 对称结构分子，如H2O分子，没有红外活性，水分子的H-O-H对称伸缩振动不产生吸收峰。（×）
[6] 红外光谱图中，不同化合物中相同基因的特征频率峰总是在特定波长范围内出现，故可以根据红外光谱图中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。（√）
[7] 不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物υc=0伸缩频率的大小顺序为：酰卤>酰胺>酸>醛>酯。（×）
[8] 醛基中υC=H伸缩频率出现在2720cm-1。（√）
[9] [
[10] 红外光谱与紫外光谱仪在构造上的差别是检测器不同。（×）
[11] 当分子受到红外光激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。（×）
[12] 游离有机酸C=O伸缩振动υc=0频率一般出现在1760cm-1，但形成多聚体时，吸收频率会向高波数移动。（×）
[13] 醛、酮、羧酸等的羰基的伸缩振动在红外光谱中的吸收峰频率相同。（×）
[14] 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。（√）
[15] 红外光谱的特点是一方面官能团的特征吸收频率的位置基本上是固定的，另一方面它们又不是绝对不变的，其频率位移可以反映分子的结构特点。（√）
[16] 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。（√）
二、选择题（单项选择）
[1] 红外光可引起物质的能级跃迁是（ C）。
]
A. 分子的电子能级的跃迁，振动能级的跃迁，转动能级的跃迁；
B. 分子内层电子能级的跃迁；
C. 分子振动能级及转动能级的跃迁；
第十 章 红外吸收光谱法
第一节 概述
红外分光光度法：利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收的特性来进行结构分析、定性和定量的分析方法，又称红外吸收光谱法
一、红外光的区划
红外线：波长在0.76~500μm (1000μm) 范围内的电磁波
近红外区：0.76~2.5μm —OH和—NH倍频吸收区
中红外区：2.5~25μm 振动、伴随转动光谱
远红外区：25~500μm 纯转动光谱
二、红外吸收过程
UV——分子外层价电子能级的跃迁（电子光谱）
IR——分子振动和转动能级的跃迁 （振转光谱）
三、红外光谱的作用
1．可以确定化合物的类别（芳香类）
2．确定官能团： 例：—CO—，—C＝C—，—C≡C—
3．推测分子结构（简单化合物）
4．定量分析
四、红外光谱的表示方法
T~λ曲线 →前密后疏 )(10)(41mcm
T ~σ曲线 →前疏后密
五、IR与UV的区别
IR UV
起源 分子振动能级伴随转动能级跃迁 分子外层价电子能级跃迁
适用 所有红外吸收的有机化合物 具n-π*跃迁有机化合物
具π-π*跃迁有机化合物
特征性 特征性强 简单、特征性不强
用途 鉴定化合物类别 定量
鉴定官能团 推测有机化合物共轭骨架
