红外吸收习题答案
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红外吸收光谱法练习题
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一.填空题
1. 分子对红外辐射产生吸收要满足的条件是
(1) __________分子的振动方式必须是红外或心活性的
_____________________________;
(2) ______________某一振动方式频率与红外线对的某一频率相同(即能产生瞬时偶极矩变
化)_________________________。
2.分子伸缩振动的红外吸收带比____弯曲振动_________的红外吸收带在更高波数位置。
3.如下两个化合物的双键的伸缩振动频率高的为__ a 高_____. (a) =N-N=, ( b)-N=N- 。
4.红外光谱图上吸收峰数目有时比计算出的基本振动数目多, 原因是
可能存在倍频, 和频和差频吸收峰, 所以可能出现某些附加的弱峰, 使实际吸收峰数目增多
。
5. 红外分光光度计中, 红外光源元件多用____Nernst (能斯特)灯或硅碳棒(惰性固体也可
以)__________________________, 单色器中色散元件采用_____________光栅___________________, 液体试样吸收池的透光面多采用_______________NaCl或KBr等晶体______________________材料,检测器为_________真空热电偶或热检测器_____________
_____ 。
6.红外光谱法的固体试样的制备常采用_________糊状法_________________________、________压片法______________________和___________薄膜法______________________ 等法
7. 在烯烃的红外谱中, 单取代烯RCH=CH2的ν(C=C)约1640cm-1. 二取代烯RCH=CHR(顺
式)在1635~1665cm-1有吸收, 但RCH=CHR(反式)在同一范围观察不到ν(C=C)的峰,这是因为___________(具有对称中心的反式结构的)ν(C=C)是红外非活性的_____________________。
共轭双烯在1600cm-1(较强)和1650cm-1(较弱)有两个吸收峰,这是由____两个双键伸缩振动的偶合__________引起的, 1650cm-1的峰是______同相偶合_________峰. 预期RCH=CHF 的ν(C=C)较单取代烯烃波数较__大____、强度较___大___, 这是因为__________ F的(亲电)诱导效应(使C=C的力常数增大)_____________所致。
8. HCN是线型分子, 共有___4___种简正振动方式, 它的气相红外谱中可以观察到_3个
___个
红外基峰。
9.在某些分子中, 诱导效应和共轭效应使吸收带的频率发生位移。当诱导效应使化学键的键能增加时, 则吸收带频率移向___高频______, 反之, 移向_____低频________。
当共轭效应使电子云密度平均化时, 则使双键频率移向_____低频____, 而单键频率略向___高频移动_______。
10.某些频率不随分子构型变化而出现较大的改变, 这些频率称为_____基团特征振动频率___官能团的依据___________, 它们用作鉴别_____4000~1500_______________, 其频
率位于_______________________cm-1 之间。
二.单项选择题
1. 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
2. 在下列不同溶剂中,测定羧酸的红外光谱时,C=O 伸缩振动频率出现最高者为( A )
A.气体B.正构烷烃
C.乙醚D.乙醇
3. 水分子有几个红外谱带,波数最高的谱带对应于何种振动? ( C )
A.2 个,不对称伸缩B.4 个,弯曲
C.3 个,不对称伸缩D.2 个,对称伸缩
4. 任何两个相邻振动能级间的能量差为( C )
A.1/2 hνB.3/2 hν
C.hνD.2/3 hν
5. 在以下四种分子式中C=C 双键的红外吸收哪一种最强? (A )
A.CH3- CH = CH2
B.CH3- CH = CH - CH3(顺式)
C.CH3- CH = CH - CH3(反式)
D.CH3- CH2- CH = CH- CH3
6.在含羰基的分子中,增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带( B )
A.向高波数方向移动B.向低波数方向移动
C.不移动D.稍有振动
7.以下四种气体不吸收红外光的是( D )
A.H2O B.CO2
C.HCl D.N2
8.乙炔分子振动自由度是( C )
A.5 B.6
C.7 D.8
9.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 )
A.C-H B.N-H
C.O-H D.F-H
10.某一化合物在紫外吸收光谱上未见吸收峰, 在红外光谱的官能团区出现如下吸收峰: 3000cm-1右,1650cm-1左右, 则该化合物可能是( B )
A.芳香族化合物B.烯烃
C.醇D.酮
三.简答题
1. N2O 气体的红外光谱有三个强吸收峰,分别位于2224 cm-1(4.50μm), 1285 cm-1 (7.78μm) 和579 cm-1 (17.27μm) 处。此外尚有一系列弱峰,其中的两个弱峰位于2563 cm-1 (3.90μm) 和2798 cm-1 (3.57μm) 处。已知N2O 分子具有线性结构。
(1) 试写出N2O 分子的结构式,简要说明理由
(2) 试问上述五个红外吸收峰各由何种振动引起?
[答] 既然N2O 分子具有线性结构,它只可能是N = O = N 或N ≡N = O 。若具有前一种结构,则只能具有反对称伸缩振动和弯曲振动引起的两个强吸收峰,与题意不符,故N2O 分子具有N ≡N = O 结构。
其中2224 cm-1( 4.50 μm ) 由N ≡N 伸缩振动引起;
1285 cm-1( 7.78 μm ) 由N = 0 伸缩振动引起;
579 cm-1( 17.27 μm ) 由弯曲振动引起弱吸收峰
2563 cm-1( 3.90 μm ) 为1285 cm-1峰的倍频峰
2798 cm-1( 3.57 μm ) 为2224 cm-1峰与579 cm-1峰的和频峰。
2.有一从杏仁中离析出的化合物,测得它的化学式为C7H6O,其红外光谱图如下,试推测它的结构并简要说明之。
[答] Ω = 1/2 [ 7(4-2) + 6(1-2) + 1(2-2) + 2 ] = 5
>3000 cm-1的吸收峰为= CH 的伸缩振动吸收峰
2700 cm-1附近为典型的C—H 吸收峰
1700 cm-1 附近为C = O 的伸缩振动吸收峰
1600~1450 cm-1有几个峰为苯环骨架振动吸收峰
690~750 cm-1有二个吸收峰为一取代苯特征峰
据此可以推断该化合物为
,CHO
( 苯甲醛)