红外吸收光谱法试题和答案解析

红外吸收光谱法

一、选择题

1、 CH 3—CH 3的哪种振动形式就是非红外活性的(1)

(1)υC-C (2)υC-H (3)δasCH (4)δsCH

2、 化合物中只有一个羰基、却在1773cm -1与1736 cm -1

处出现两个吸收峰、这就是因为(3)

(1)诱导效应 (2)共轭效应 (3)费米共振 (4)空间位阻

3、 一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为(4)

(1)玻璃 (2)石英 (3)红宝石 (4)卤化物晶体

4、 预测H 2S 分子的基频峰数为(2)

(1)4 (2)3 (3)2 (4)1

5、 下列官能团在红外光谱中吸收峰频率最高的就是(4) (1) (2)—C ≡C — (3) (4)—O —H

二、解答及解析题

1. 把质量相同的球相连接到两个不同的弹簧上。弹簧B 的力常数就是弹簧A 的力常数的两倍、每个球从静止位置伸长1cm 、哪一个体系有较大的势能。

答:M

h

hv E k 2π== ;所以B 体系有较大的势能。 2. 红外吸收光谱分析的基本原理、仪器、同紫外可见分光光度法有哪些相似与不同之处？ 答:

红外 紫外 基本原理 当物质分子吸收一定波长的光

能、能引起分子振动与转动的

能及跃迁、产生的吸收光谱一般在中红外区、称为红外光谱 当物质分子吸收一定波长的光能、分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态、产生的吸收光

谱一般在紫外-可见光区。

仪器 傅立叶变换红外光谱仪 紫外可见光分光光度计 相同:红外光谱与紫外光谱都就是分子吸收光谱。

不同:紫外光谱就是由外层电子跃迁引起的。电子能级间隔一般约为1~20eV;

而红外光谱就是分子的振动能级跃迁引起的、同时伴随转动能级跃迁、一般振动能级间隔约为0、05~1eV 。

3. 红外吸收光谱图横坐标、纵坐标各以什么标度？

答:波长与波数为横坐标、吸收度或百分透过率为纵坐标

4、 C-C(1430cm-1)、C-N(1330cm-1)、C-O(1280cm-1)当势能V=0与V=1时、比较C-C 、C-N 、

C-O 键振动能级之间的相差顺序为(○

2) ①C-O ＞C-N ＞C-C; ②C-C ＞C-N ＞C-O; ③C-N ＞C-C ＞C-O;

④C-N ＞C-O ＞C-C; ⑤C-O ＞C-C ＞C-N

5、 对于CHCl3、C-H 伸缩振动发生在3030cm-1、而C-Cl 伸缩振动发生在758 cm-1

(1)计算CDCl3中C-D 伸缩振动的位置;

(2)计算CHBr3中C-Br 伸缩振动的位置。

答:(1)'1307v k =-、 C-H :=⎪⎭⎫ ⎝⎛=2

13073030k 5、37 C-D 的伸缩振动频率为'1307v k =-

=1307*√5、37=3028cm-1

6、 C-C 、C=C 、C ≡C 的伸缩与振动吸收波长分别为

7、0μm 、6、0μm 与4、5μm 。按照键力常数增加的顺序排列三种类型的碳-碳键。 答:M K v 21307=-, M v

K *2

13072

⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-

, C-C 、C=C 、C ≡C 对应的为1v -、2v -、3v -、 由题知1v -＞2v -＞3v -。所以1K ＞2K ＞3K

7、 写出CS2分子的平动、转动与振动自由度数目。并画出CS2不同振动形式的示意图、指出哪种振动为红外活性振动？

答:分子自由度=3N=3*3=9、转动自由能=2;

振动自由能=3N-5=9-5=4 、平动自由能=3N-(3N-5)=5。

8、 下列各分子的碳-碳对称伸缩振动在红外光谱中就是活性的还就是非活性的。

(1)CH 3-CH 3;活性 (2)CH 3-CCl 3;活性 (3)CO 2;非活性(4)HC ≡CH 非活性

(5) 活性 (6) 非活性

9、 Cl 2、H 2S 分子的振动能否引起红外吸收而产生吸收谱带？为什么？预测可能有的谱带数。 答:Cl2不能、振动自由度数=1、为红外非活性;H2S 能、振动自由度数=3、可能的谱带数3。

10. CO 2分子应有4种基本振动形式、但实际上只在667cm-1与2349cm-1处出现两个基频吸

收峰、为什么？

答:因为S V A 道对称伸缩振动无红外活性

面外弯曲、面内弯曲的频率均在6671

c -m 、两振动发生简并。

11.羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中、C=O伸缩振动出现最低者为(Ⅳ)

Ⅰ、 ; Ⅱ、

Ⅲ、Ⅳ、

12、化合物中只有一个羰基、却有两个C=O的吸收带、分别在1773cm-1与

1736 cm-1、这就是因为:(D/E)

A、诱导效应

B、共轭效应

C、空间效应

D、偶合效应

E、费米共振

F、氢键效

应

12、下列5组数据中、哪一种数据所涉及的红外光谱区域能包括的

吸收带:(5)

(1)3000～2700 cm-1 1675～1500 cm-1 1475～1300 cm-1;

(2)3000～2700 cm-1 2400～2100 cm-1 1000～650 cm-1;

(3)3300～3010 cm-1 1675～1500 cm-1 1475～1300 cm-1;

(4)3300～3010 cm-1 1900～1650 cm-1 1475～1300 cm-1;

(5)3000～2700 cm-1 1900～1650 cm-1 1475～1300 cm-1;

13、三氟乙烯碳-碳双键伸缩振动峰在1580cm-1、而四氟乙烯碳-碳双键伸缩振动在此处无

吸收峰、为什么？

答;极性共价键随着取代基电负性的不同、电子密度云发生变化、引起键的振动谱带位移、即诱导效应、造成振动吸收频率不同。

14、试用红外光谱区别下列异构体:

(1)与

答:在860-800有很强的峰、一般为单峰、

(2)与 CH3CH2CH2CHO

答:CH3CH2CH2CHO在1380附近出现单峰。

(3)与