红外拉曼光谱复习题

红外、拉曼光谱习题

三.问答题

1、 分子的每一个振动自由度就是否都能产生一个红外吸收？为什么？

答:(1)产生条件:激发能与分子的振动能级差相匹配,同时有偶极矩的变化。并非

所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱。

(2)产生红外吸收的条件:

1)红外辐射的能量应与振动能级差相匹配。即 v E E ∆=光;

2)分子在振动过程中偶极矩的变化必须不等于零。

故只有那些可以产生瞬间偶极距变化的振动才能产生红外吸收。

2、 如何用红外光谱区别下列各对化合物？

a P-CH 3-Ph-COOH 与Ph-COOCH 3

b 苯酚与环己醇

答:a 、在红外谱图中P-CH 3-Ph-COOH 有如下特征峰:vOH 以3000cm-1为中心 有一宽而散的峰。而Ph-COOCH3没有。

b 、苯酚有苯环的特征峰:即苯环的骨架振动在1625~1450cm-1之间,有几个 吸收峰,而环己醇没有。

3、 下列振动中哪些不会产生红外吸收峰？

(1)CO 的对称伸缩

(2)CH 3CN 中C —C 键的对称伸缩

(3)乙烯中的下列四种振动

(A)

(B)

(C) (D) 答:(1)≠∆μ

(2)0≠∆μ,有红外吸收峰

(3)只有D 无偶极矩变化,无红外吸收峰

4、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)

答:(A)HO—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

5、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)

O

答:(A)结构含—OH,而图中无v OH 峰,排除

(C)结构中含—CNH 2,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。

(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)。

6、芳香化合物C 7H 8O,红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690与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表明为不饱与H

690与740cm -1表明苯单取代

得 3380cm -1为v OH ;

2940cm -1为CH 2的v C-H ;

3040cm -1为v =C-H ;

1460cm -1为苯骨架振动;

1010cm -1,为v C-O ;

690与740cm -1为苯单取代δC-H

O

CH 2OH

7、化合物C 4H 5N,红外吸收峰:3080, 2960, 2260, 1647, 990与935cm -1,其中1865为弱带,推导结构。

解:Ω= 4 + 1 + )2

51( = 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与935cm -1为烯烃—取代δ=C-H

7、一个化合物的结构不就是A 就就是B,其部分光谱图如下,试确定其结构。

(A) (B)

答:由图可得,在2300cm -1左右的峰为C ≡N 产生的。而图在1700cm-1左右也没有羰基的振动峰。故可排除(B)而为(A)

8、下图就是分子式为C 8H 8O 化合物的红外光谱图,bp=202℃,试推测其结构。

答:其结构为

9、请根据下面的红外光谱图试推测化合物C

7H

5

NO

3

(mp106℃)的结构式。

答:其结构为

10、分子式为C

8H

16

的未知物,其红外光谱如图,试推测结构。

答:其结构为

11、红外光区的划分？

答:红外光按波长不同划分为三个区域:近红外区域(1-2、5微米)、中红外区域(2、5-25微米)、远红外区(25-1000微米)。

12.振动光谱有哪两种类型？多原子分子的价键或基团的振动有哪些类型？同一种基团哪种振动的频率较高？哪种振动的频率较低?

答:(1)振动光谱有红外吸收光谱与激光拉曼光谱两种类型。

(2)价键或基团的振动有伸缩振动与弯曲振动。其中伸缩振动分为对称伸缩振动与非对称伸缩振动;弯曲振动则分为面内弯曲振动(剪式振动、面内摇摆振动)与面外弯曲振动(扭曲振动、面外摇摆振动)。

1)伸缩振动:指键合原子沿键轴方向振动,这就是键的长度因原子的伸缩运动发生变化。

2)弯曲振动:指原子离开键轴振动,而产生键角大小的变化。

(3)伸缩振动频率较高,弯曲振动频率较低。(键长的改变比键角的改变需要更大的能量)非对称伸缩振动的频率高于对称伸缩振动。

13.说明红外光谱产生的机理与条件？

答:(1)产生机理:当用红外光波长范围的光源照射物质时,物质因受光的作用,引起分子或原子基团的振动,若振动频率恰与红外光波段的某一频率相等时就引起共振吸收,使光的透射强度减弱,使通过试样的红外光在一些波长范围内变弱,在另一些范围内则较强,用光波波长(或波数)对光的透过率作图,便可得到红外光谱(2)产生条件:

1)辐射应具有能满足物质产生振动-转动跃迁所需的能量,即振动的频率与红外光谱谱段的某频率相等。

2)辐射与物质间有相互偶合作用,即振动中要有偶极矩变化

14．红外光谱图的表示法？

答:红外吸收光谱图:不同频率IR光辐射于物质上,导致不同透射比,以纵座标为透过率,横座标为频率,形成该物质透过率随频率的变化曲线,即红外吸收光谱图。横坐标:波数cm-1或者波长μm ,纵坐标:透过率%或者吸光度。

15.红外光谱图的四大特征(定性参数)就是什么？如何进行基团的定性分析？