红外光谱法习题[1]

第九章红外光谱法

基本要求：了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达，

掌握红外吸收光谱产生的条件，影响吸收峰位置、峰数和强度的因素，

掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型，

掌握常见基团的特征吸收频率，利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构，了解红外

吸收光谱的实验技术，了解拉曼光谱的原理及应用。

重点：IR光谱产生的条件，影响吸收峰位置，峰数和强度的因素，常见基团的特征吸收频率。

难点：键振动的类型，IR谱解析，FT-IR的原理和特点。

部分习题解答

1.产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?

条件：（1）分子的振动或转动必须伴随偶极矩的变化；（2）红外辐射应具有能满足分子产生振动跃迁所需的能量(红外辐射频率等于振动量子数差值和振动频率的乘积)

不是所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。只有满足上述两个条件的分子振动才会产生红外吸收光谱。例如，同核双原子分子（O2、N2、Cl2）等的振动没有红外活性。

5. 计算CO2和H2O的分子振动自由度，它们分别有几种振动形式，在红外吸收光谱中能看到几个吸收普带？数目是否相符？为什么？

CO2：线性分子振动自由度3N-5=3*3-5=4 四种振动形式两个吸收带数目不符对称伸缩振动无偶极矩变化，无红外活性，无吸收峰；面内弯曲和面外弯曲振动简并，只显示一个吸收峰。

H2O：非线性分子振动自由度3N-6=3*3-6=3 三种振动形式三个吸收带数目相符

6.判断正误。

（1）对（2）错（3）错（4）对（5）错（6）错

7、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带？

（1）CH3

CO2H

CO2CH3

（2）C2H3COCH3CH3CH2CH2CHO

（3）

解：（1）CH3——COH 在3300~2500cm-1处有v O—H，

其v C=O位于1746~1700cm-1

COCH3无v OH吸收，其v C=O位于1750~1735cm-1（2）C2H5CCH3其v C=O位于1720~1715cm-1

CH3CH2CH2CH 其2820cm-1及2720cm-1有醛基费米共振双峰。

O

O

O

v C=O位于1740~1720cm-1（3）

的

v C=O的v C=O吸收频率

8、下列化合物在红外光谱中哪一段有吸收？各由什么类型振动引起？

HO CH = O CH3—CO2CH2C≡CH

（A）（B）

解：（A）HO—C-H ：v OH3700~3200cm-1

δOH1300~1165cm-1

v CH(O)2820~2720cm-1双峰

v C=O1740~1720cm-1

苯骨架振动：1650~1450 cm-1

苯对位取代：860~800 cm-1

v=CH3100~3000cm-1

（B）CH3—COCH2C≡CH ：

v C=O1750~1735cm-1

v C—O—C1300~1000cm-1

v C≡C2300~2100cm-1

v≡CH3300~3200cm-1

v as C—H2962±10cm-1、2926±5cm-1

v s C—H2872±10cm-1、2853±10cm-1

δas C—H1450±20cm-1、1465±20cm-1

δs C—H1380~1370cm-1

9、红外光谱（图10-28）表示分子式为C8H9O2N的一种化合物，其结构与下列结构式哪一个符合？（A）（B）（C）

解：（A）结构含—OH，而图中无v OH峰，排除

（C）结构中含—CNH2，伯酰胺，而图中无1650、1640cm-1的肩峰，排除。

（D）与（E）结构中有-COOH，而图中无3000cm-1大坡峰，排除。

O

O

O

（B ）图中3600cm -1，3300cm -1为v Ar —N

1680cm -1，为v C=O

1600~1400cm -1为苯骨架振动

1300~1000cm -1表示有C-O-C

所以应为（B ）。

10、化合物C 4H 5N ，红外吸收峰：3080, 2960, 2260, 1647, 990和935cm -1，其中1865为弱带，推导结构。 解：Ω= 4 + 1 + )2

5-1( = 3 CH 2 = CHCH 2C≡N

3080cm -1为v =C-H ；

2960cm -1、2260cm -1为v C-H ；

1647 cm -1为v C≡N ；

1418cm -1为δC-H ；

990cm -1和935cm -1为烯烃—取代δ=C-H

11、分子式为C 7H 5OCl 的化合物，红外吸收峰：3080，2810，2720，1705，1593，1573，1470，1438，1383，1279，1196，1070，900及817cm -1，试推结构。

解：Ω= 7 + 1 – 5/2 = 5

Cl

3080cm -1为v

=C-H ；

2810 cm -1、2720 cm -1为v CH （O ）费米共振双峰；

1705 cm -1为v C=O ；

1593、1573、1470、1438 cm -1为苯骨架振动v C=C ；

1383、1279、1196、1070 cm -1为苯对位取代倍频和组频； 900及817cm -1为苯对位取代δC-H 。

12、芳香化合物C 7H 8O ，红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm -1，试推导结构并确定各峰归属。 解：Ω= 7 + 1 – 8/2 = 4

3380cm -1表明有-OH

3040cm -1表明为不饱和H

690与740cm -1表明苯单取代

得

O