《分析化学》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- 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ν
C-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ν
C-H
峰位由高到低的顺序为
(ν
≡C-H >ν
=C-H

C-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)CH
3(CH
2
)
5
OH (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ν
C=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ν
C=C )、756cm-1、702cm-1(单取代苯γ
=C-H
)、2938cm-1、
2918cm-1、2860cm-1(亚甲基ν
CH )、1452cm-1(亚甲基δ
CH2
)。

4.某未知化合物的分子式为C
14H
14
,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ν
C=O
峰,即结构式中也不含C=O基。

(2)由不饱和度提示可能含有苯环,特征区内的3060cm-1、3040cm-1及3020cm-1
一组相关峰,可能是苯环的ν
=C-H
峰。

按附录提供的取代苯基的一组相关峰数据
均可查到:ν
=C-H 3060、3040、3020cm-1(w),ν
C=C
1600、1584、1493cm-1(w-m),
γ=C-H756、702cm-1(s)。

其中2000~1667cm-1(v,w)的泛频峰的形状与单取代苯环的泛频峰形状相符,γ
=C-H
峰的峰数与峰位均证实为单取代苯基(5个相邻氢)。

故含单取代苯基结构。

(3)特征区的2938cm-1、2918cm-1、2860cm-1峰查教材12-1相关表,知其峰位于3000~2700cm-1范围内脂肪基的伸缩振动区。

按附录提供的烷烃类脂肪基的
数据,可与上述峰位接近的是νas
CH22926±10cm-1、νs
CH2
2853±10cm-1、
δCH21465±20cm-1。

因为没有δs CH31380~1370cm-1峰,所以否定-CH3的存在。


因为δ
CH21452cm-1峰频率比标准值下降,故判断-CH
2
可能与苯环直接相连。

(4)因为νas
CH2出现了2938、2918cm-1两个峰,提示分子式中含有-CH
2
不止
一个。

又因为分子式中含14个碳,两个苯环占去12个碳,尚余2个碳,故为两个亚甲基。

苯环为单取代类型,所以只能是1,2-二苯基乙烷。

综上所述,其峰归属如下:
单取代苯基: 3060、3040、3020cm-1(苯环ν
=C-H
),1600、1584、1493cm-1
(苯环ν
C=C )、756cm-1、702cm-1(单取代苯γ
=C-H
)、2938cm-1、2918cm-1、2860cm-1
(亚甲基ν
CH )、1452cm-1(亚甲基δ
CH2
)。

该分子式符合上述归属推断,不饱和度验证合理,其结构式可能为:。