第十二章红外分析讲解
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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233,,,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 3δ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1395cm -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 -114.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)。
名词解释第十一章1.振动光谱——分子振动能级间的能量差比同一振动能级中转动能级之间能量差大100倍左右,他们大多在近红外区域内,因此称为红外光谱。
2.转动光谱——分子转动能级之间的能量差很小,转动光谱位于电磁波谱中的远红外及微波区域内。
3.红外吸收峰的位置——分子振动的频率决定分子所吸收的红外光频率。
4.红外吸收光谱——分子吸收红外光引起的振动和转动能级跃迁产生的信号。
5.红外光谱产生的条件——当一定频率的红外光照射物质时,如果分子中某一基团的振动频率正好与其相同,物质就能吸收这一频率的红外光从低能级跃迁到较高的能级,产生红外吸收光谱。
6.叁键和累积双键区——2500~2000 cm-1各种叁键基团和累积双键的伸缩振动区域7.氢键区——4000~2500cm-1含氢基团的伸缩振动区。
8.双键区——2000~1500 cm-1各种双键基团包括共轭双键以及苯基伸缩振动区域。
9.特征吸收峰——用于鉴定官能团存在的吸收峰。
10.特征谱带区——氢键,双键,叁键区的特征性强,所以4000~1500 cm-1的区域称为官能团特征频率区。
11.核磁共振谱——记录原子核对射频区电磁波的吸收,简称NMR。
12.质子磁共振谱——氢原子核共振谱,简称PMR。
13.化学位移——由于化学环境所引起的核磁共振信号位置的变化。
14.自旋偶合——相邻碳上氢核的相互影响。
15.硝基化合物的还原——硝基苯在强酸介质中,用金属还原时,总是得到苯胺,用催化加氢也可得到同样的结果。
16.胺的碱性——胺与氨相似,氮原子上的未共用电子对能与质子结合,形成带正电的铵离子。
17.胺——可看作氨的衍生物,即氨分子中的氢原子被烃基取代的产物。
18.胺的烃基化——与卤代烃(通常为伯卤代烃和具有活泼卤原子的芳卤化物),醇等烃基化试剂作用,胺基上的氢原子被烃基取代。
19.胺的酰基化——伯胺和仲胺作为亲核试剂可与酰卤,酸酐等酰基化试剂反应,生成N-取代酰胺和N,N-二取代酰胺。
第十二章红外吸收光谱法- 经典习题1.下列叙述不正确的是(D)A.共轭效应使红外吸收峰向低波数方向移动B.氢键作用使红外吸收峰向低波数方向移动C.诱导效应使红外吸收峰向高波数方向移动D.氢键作用使红外吸收峰向高波数方向移动2.在红外光谱上νC-H发生在(高波数)区间,大体以(3000cm-1)为界,νC-H(>3000cm-1)时,连接氢的碳原子是不饱和的;νC-H(<3000cm-1)时,连接氢的碳原子是饱和的。
烷烃、烯烃、炔烃νC-H峰位由高到低的顺序为(ν≡C-H >ν=C-H>νC-H)。
3.某化合物在4000~600cm-1区间的红外吸收光谱如下图,试推断其为下列化合物中的哪一个?为什么?(A)CH3(CH2)5OH (B)(C)(D)(E)解:此题为已知范围的未知物,故不需按光谱解析程序解析。
(1)3060、3040、3020cm-1为芳香族的ν=C-H峰;1600、1584、1493cm-1为芳香族νC=C 峰;756、702cm-1为芳香族γ=C-H峰,A、B无上述峰。
否定A、B。
(2)图中无~2200cm-1峰,否定D。
(3)图中无~3300cm-1峰,否定C。
应为E。
综上所述,其峰归属:3060cm-1、3040cm-1、3020cm-1(苯环ν=C-H)、1600cm-1、1584cm-1、1493cm-1(苯环νC=C )、756cm-1、702cm-1(单取代苯γ=C-H)、2938cm-1、2918cm-1、2860cm-1(亚甲基νCH )、1452cm-1(亚甲基δCH2)。
4.某未知化合物的分子式为C14H14,测得其红外光谱如下图,试通过光谱解析推断其分子结构式。
解:(1)计算不饱和度:u=(2+2×14-14)/2=8,说明可能含有两个苯环、或一个苯环及两个叁键、或一个苯环及四个双键。
但由上图显示,2400~2100cm-1区间没有吸收峰,即结构中不含-C≡C-及-C≡N键;分子式中不含氧原子,1700cm-1左右也没有νC=O峰,即结构式中也不含C=O基。
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 、4000~200B 、4000~1250C 、1250~200D 、10 000~102.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 、3584B 、3370C 、3474D 、35006.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<0B 、△μ≠0并服从νL=v△VC 、△μ=0及vL=△VvD 、△μ≠07.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-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=CB、νc=C>νc=N>νc=oC、νc=N>νc=C>νc=oD、νc=N>νc=o>νc=C10.同一分子中的某基团,其各振动形式的频率大小顺序为( )。
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) -CHOνCH3:~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。