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第十二章-红外吸收光谱法

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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-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=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( )。

A 、γ>β>νB 、 ν>β>γC、β>ν >γD、β>γ >ν11．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≡CHC、CH3CH2CH＝CH2D、CH3CH2C≡CCH2CH313．某化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收带，在红外特征区有如下吸收峰：3400－2400cm-1宽而强的吸收，1710cm-1。

则该化合物可能是：（）A、醛B、酮C、羧酸D、酯14．某化合物在紫外光区270nm处有一弱吸收带，在红外光区有2820，2720，1725cm-1吸收峰。

则该化合物可能是（）A、醛B、酮C、羧酸D、酯15．红外分光光度计使用的检测器是( )。

A、光电管B、光电倍增管C、真空热电偶D、光电池16．下列四组数据中，( )组数据所涉及的红外光谱区能包括CH3CH2CHO的吸收带。

A、3000～2700cm -1，2400～2100cm-1，1000～650cm-1B、3300～3010cm -1，1675～1500cm-1，1475～1300cm-1C、3300～3010cm -1，1900～1650cm-1，1000～650cm-1D、3000～2700cm -1，1900～1650cm-1，1475～1300cm-1二、填空1．红外光谱中吸收峰数常少于基本振动数目的原因是---------和----------。

2．红外非活性振动是指-----------------。

3．红外光谱图常用----------为纵坐标，------------为横坐标。

4．分子吸收红外光，振动能级由基态跃迁至第一激发态所产生的吸收峰称做--------------。

5．基本振动产生红外吸收的条件--------和-----------。

6．红外光谱中，--------的低频区称为指纹区。

7．------------、-----------及--------统称为泛频峰。

8．红外光谱吸收强度主要由两个因素--------------和-----------------决定。

9．振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为--------。

10．红外分光光度计的光源为--------或----------。

三、简答题1．红外吸收光谱法与紫外吸收光谱法有何区别?2．CO2有几种振动形式?在红外吸收光谱上能看到几个吸收峰?为什么?3．为什么共轭效应能使一些基团的振动频率降低，而诱导效应相反，举例说明。

4．特征区和指纹区各有何特点?它们在图谱解析中主要解决哪些问题?5．试用红外吸收光谱区别胺、酰胺及芳香硝基化合物。

四、光谱解析1．一化合物分子式为C14H12，试根据IR光谱(图12—1)推断其结构式。

图12一l C14H12的红外吸收光谱图2.一化合物的分子式为C8H18，图12-2是它的红外光谱，试推断可能的结构。

图13—2 C8H18的红外吸收光谱图3.一化合物的分子式是C8H l0O，其红外光谱见图12—3，试推断其结构式。

图13—3 C8H l0O的红外吸收光谱图4.一化合物的分子式为C11H12O2，图12—4是其红外光谱，试推断该化合物的结构式。

图12—4 C11H1202的红外吸收光谱图5.一化合物的分子式为C9H ll NO，图12—5是它的红外及紫外光谱，试推测其结构式。

图12—5 C9H ll NO的红外及紫外吸收光谱图参考答案一．选择题1．B 2．A 3．B 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．A 10．B11．A 12．B 13．C 14．A 15．C 16．D二．填空题1．红外非活性振动，简并2．不能吸收红外线发生能级跃迁的振动3．百分透光率，波数或波长4．基频峰5．△μ≠0，νl =ν△V。

6．1250--200cm-17.倍频峰、合频峰、差频峰8．振动过程中键的偶极矩变化，振动能级的跃迁几率9．简并10．硅碳棒，特殊线圈灯三．简答题（略）四．光谱解析1．解 U=2121422-⨯+=9，可能有苯环。

由3060、3025νφH和νC=C 1600,1580、1500、1455 可推测有共轭苯环由768,695 γφH推测单取代苯由γ=C-H 965可推测烯烃反式二取代由分子式扣除部分，即C14H12一C6H5=C8H7，由于不饱和度为4，C8H7不饱和度为5，说明分子中可能还有一个苯环存在。

由C8H7再扣除，即C8H7-- C6H5=C2H2，即一CH==CH--，而谱图中无νC=C峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为2.解 U=218822-⨯+=0，为饱和脂肪化合物。

图谱中1380cm-1附近可以观察到三个吸收带：1395cm-1、1375cm-1、1365cm-1。

，表明分子中可能存在叔丁基或异丙基，但1260～1200cm-1的叔丁基骨架振动区无吸收，而在1155cm-1处却有吸收，所以应判断有异丙基，775cm-1可认据此可推断此化合物的可能结构为3.解 U=210822-⨯+=4，可能有苯环。

光谱图中一个中心在3355cm-1宽而强的吸收带，可能为醇或酚类。

1050cm-1有一强的吸收带，证明为伯醇。

3100～3000cm-1三个尖锐的吸收带(即3080cm-1、3060cm-1、3030cm-1)，1615cm-1、1500cm-1又有两个吸收带，表明分子中存在苯环，因而扣除苯环的4个不饱和度外分子中不可能再含有其他不饱和基团。

750cm-1、700cm-1两个吸收带证明为一元取代苯。

2935cm-1、2855cm-1两带及1460cm-1带是一CH2一的吸收带，无1380cm-1带，分子中不存在甲基。

由此可推测此化合物的结构为4.解 U=2121122-⨯+=6，可能有苯环。

谱图中1735cm-1有中等宽度的强吸收带，表明有 C=O存在，1225cm-1、1020cm-1的强带和3450cm-1有一弱带，这都说明该化合物是酯类，并且可能为乙酸酯。

1600cm-1、1580cm-1、1490cm-1、1450cm-1处有吸收，并且在3100～3000cm-1区也可以观察到吸收带，表明存在苯环。

因为出现1580cm-1带，表示有基团和芳环共轭。

1650cm-1带为C=C振动吸收，这个烯键可能就是与芳环共轭的基团，则分子中应存在结构单元。

745cm-1、685cm-1两个带表明苯环是一元取代。

960cm-1强带是反式二取代乙烯的特征带。

1350cm-1有较强的吸收，可能分子中存在，这也进一步证明是乙酸酯类。

如果从分子式中去掉上述两个结构单元(即C6H5CH=CH-、CH3C=O)，还余CH20，该化合物的结构应为5.解 U=211 1922-+⨯+=5，可能有苯环。

IR：在1645cm-l有一中等宽度、极强的吸收带，说明分子中存在,νC=O在1645cm-l仅含一个氧和一个氮的官能团是一CONH2、一CONH--及，1570cm-1与1645cm-1分开较清楚，可以判断应为仲酰胺。

3250cm-1处有一个单吸收带，进一步说明是仲酰胺类。

3080cm-1、3020cm-1、1600cm-1、1500cm-1处的四个吸收带表示有苯环存在。

760cm-1和690cm-1两带是一元取代苯的特征吸收。

由以上分析可初步判断是一个带有苯环的仲酰胺。

UV：饱和脂肪族酰胺在紫外区无明显吸收，苯甲酰胺和N一苯基酰胺的紫外吸收(λmax)分别在225nm和242nm。

从图13—5可以看出：在稀溶液(0．0lg／L)中，UV区仅可以观察到末端吸收，当溶液浓度增大时(0．6g／L)，在λmax = 257nm附近有吸收带，从λmax 和带形上来分析，显然是B带，所以这是一个脂肪族酰胺。

从分子式扣除C6H5一及一CONH一两个结构单元，还余C2H5，若要满足脂肪族仲酰胺的结构，只可能为（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

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红外吸收光谱法一文稿演示

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2、特征峰与相关峰
（1）特征峰（characteristic absorption band）：next 可用于鉴别官能团存在的吸收峰，称~
（2）相关峰（correlative absorption band）：next
由一个官能团引起的一组具有相互依存关系的特征峰，称 ~
ü 注： • 相关峰的数目与基团的活性振动及光谱的波数范
围有关 • 用一组相关峰才可以确定一个官能团的存在
CN 224c7m1
as CH2
309c0m1
C sC163c9m1
CH2 990cm1
CH 909cm1
返回
三、吸收峰的峰位及影响因素
（二）吸收峰的位置（峰位）
即振动能级跃迁所吸收的红外线的波长或波数
1．基本振动频率
EEL
1h h 2 2
k 1302K
2）泛频峰
倍频峰：分子的振动能级从基态跃迁至第二振动激发态、
第三振动激发态等高能态时所产生的吸收峰（即 V=0→V=2，3……产生的峰）
即L V
泛 倍频峰 二倍频峰（V=0→V=2）
频
三倍频峰（V=0→V=3）
峰 合频峰
差频峰（即V=1→V=2，3 ……产生的峰）
注：泛频峰强度较弱，难辨认→却增加了光谱特征性
特征性 特征性强
简单、特征性不强
用途
鉴定化合物类别 鉴定官能团
推测结构
定量 推测有机化合物共轭骨架
第十三章 红外分光光
度法
第二节 基本原理
一、分子振动能级和 振动形式
二、吸收峰位置及其 影响因素
三、吸收峰强度
一、分子振动能级和振动形式
1．双原子分子的简谐振动及其频率
(完整版)红外光谱法习题参考答案

(完整版)红外光谱法习题参考答案

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)。

红外吸收光谱法

红外吸收光谱法


C CH3 O
CH3
1686
H3C
CH3
C CH3
O
CH3
1693
α，β不饱和酮
23
（6）氢键效应
由于氢键改变了原来化学键的力常数，对峰位，峰强产
生极明显影响。移向低波数，增加，并变宽。 移向高波
数。
R
O
H NH R
游离
C=O
1690
HN H O
氢键 1650
N-H
3500
3400
N-H
1650-1620
T(%)
2）红外光谱的表示方法：
红外光谱以T~ (μm) 或 T~波数1/λ ( cm-1 )来表示，
苯酚的红外光谱。
可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描述。
3
3） 红外光区划分
红外光谱 (0.75~1000m)
近红外(泛频） (0.75~2.5 m)
中红外(振动区) (2.5~25 m)
远红外(转动区) (25-1000 m)
1576cm-1 1611cm-1
CH2 CH2
CH2
1781cm-1 1678cm-1 1657cm-1
1644cm -1
CH2 1651cm-1
22
(5)位阻应效
共轭效应会使基团吸收频率移动。若分子中存在空间 阻碍，使共轭受到限制，则基团吸收接近正常值。
C CH3 O
υc=o/cm-1 1663
1000～800 （面外摇摆）
(1) = CH >3000 cm-1为不饱和碳上质子振动吸收，是与饱 和碳上质子的重要区别。
（2） C＝C的 位置及强度 与烯碳的取代情况及分子对称性 密切相关。
末端烯烃 C＝C吸收最强，双键移向碳链中心时结构对称 性增强， C＝C带减弱。顺式较反式强。
红外吸收光谱分析法

红外吸收光谱分析法

红外吸收光谱分析法
一、红外吸收光谱分析法概述
红外吸收光谱分析法是一种利用物质的红外光吸收能力来探测它们的物质组成的技术。

它特别适用于有机化合物和无机化合物的光谱分析。

通过分析红外吸收光谱，可以检测物质中的有机键、C-H键、C-O键或N-H 键的存在和位置，从而鉴定出物质的化学结构和性质。

红外光吸收法的原理是，物质中的分子、晶体或其他结构会在不同的波长处吸收光，产生光谱，这些吸收光谱是物质的独特特征，反映出物质的特性。

根据这种特性，分析用不同波长的光照射样品，并从所得到的光谱中提取出电子激发、分子振动等信息，从而得到物质的结构和性质。

二、红外吸收光谱分析法基本原理
红外吸收光谱分析法的原理是，当物质受到红外幅射的照射时，它的分子会产生振动和旋转，这些振动和旋转的能量会转化为更高能量的电子跃迁。

这些电子跃迁会引起物质材料吸收一些具有特定波长的红外光，从而产生在不同波长的吸收光谱，通过分析这些吸收光谱，就可以求取物质分子的结构和性质。