紅外吸收光譜法習(xí)題

紅外吸收光譜法習(xí)題班級(jí)姓名學(xué)號(hào)一、填空題1、一般將多原子分子的振動(dòng)類型分為振動(dòng)和振動(dòng)，前者又可分為振動(dòng)和反對(duì)稱伸縮 振動(dòng)，后者可分為和。2、紅外光區(qū)在可見光區(qū)和微波光區(qū)之間，習(xí)慣上又將其分為三個(gè)區(qū):、和，其中的應(yīng)用最廣。3、紅外光譜法主要研究振動(dòng)中有變化的化合物，因此和等外,幾乎所有的化合物在紅外光區(qū)均有吸收。4、在紅外光譜中，將基團(tuán)在振動(dòng)過(guò)程中有變化的稱為，相反則稱為。一般來(lái)說(shuō),前者在紅外光譜圖上。5、紅外分光光度計(jì)的光源主要有和 。6、 基團(tuán)一OH、一NH；==CH；一CH的伸縮振動(dòng)頻率范圍分別出現(xiàn)在cm-i,cm-i,cm-i。7、基團(tuán)一C=C、一C三N;-C=O;一C=N一C=C一的伸縮振動(dòng)頻率范圍分別出現(xiàn)在cm-i,cm-i,cm-i。8、 區(qū)域的峰是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，基團(tuán)的特征吸收一般位于此范圍，它是鑒最有價(jià)值的區(qū)域，稱為區(qū)；區(qū)域中，當(dāng)分子結(jié)構(gòu)稍有不同時(shí),該區(qū)的吸收就有細(xì)微的不同，猶如人的一樣，故稱為。

二、選擇題TOC\o"1-5"\h\z1、二氧化碳分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的數(shù)目分別( )3，2，4B.2，3，4C.3，4，2D.4，2，3乙炔分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的數(shù)目分別為 ( )A.2，3，3B.3，2，8C.3，2，7D.2，3，73、二氧化碳的基頻振動(dòng)形式如下 ( )(1)對(duì)稱伸縮O==C==O (2)反對(duì)稱伸縮 O==C==OJ — J J(3)x，y(3)x，y平面彎曲tO==C==Ot(4)x，z平面彎曲tO==C==Ot—指出哪幾個(gè)振動(dòng)形式是非紅外活性的？A.(1)，(3)B.(2)C.(3)D.(1)4、 下列數(shù)據(jù)中，哪一組數(shù)據(jù)所涉及的紅外光譜區(qū)能夠包括C%CH2COH的吸收帶？()3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1O3300—3010cm-1，1675—1500cm-1,1475—1300cm-1。3300—3010cm-1,1900—1650cm-l，1000——650cm-1。3000—2700cm-1,1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。5、 下圖是只含碳、氫、氧的有機(jī)化合物的紅外光譜，根據(jù)此圖指出該化合物為哪一類？( )A5、 下圖是只含碳、氫、氧的有機(jī)化合物的紅外光譜，根據(jù)此圖指出該化合物為哪一類？( )A.酚 B.含羰基 C.醇D.烷烴6、 碳基化合物RCOR(1),RCOCl(2),RCOCH(3),RCOF(4)中，C==OTOC\o"1-5"\h\z伸縮振動(dòng)頻率出現(xiàn)最高者為( )A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)7、 在醇類化合物中，O—H伸縮振動(dòng)頻率隨溶液濃度的增加，向低波數(shù)方向位移的原因是( )A.溶液極性變大 B.形成分子間氫鍵隨之加強(qiáng)C.誘導(dǎo)效應(yīng)隨之變大 D.易產(chǎn)生振動(dòng)偶合8、 傅里葉變換紅外分光光度計(jì)的色散元件是式( )A.玻璃棱鏡 B.石英棱鏡 C.鹵化鹽棱鏡 D.邁克爾遜干涉儀三、計(jì)算題1、 計(jì)算分子式為C7%no的不飽和度。2、 計(jì)算分子式為C6%NCl的不飽和度。3、 羧基(-COOH)中C=O、C-0、O-H等鍵的力常數(shù)分別為12.1N.cm-i、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1，若不考慮相互影響，計(jì)算：各基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率；(2)基頻峰的波長(zhǎng)與波數(shù)；(3)比較v(0-H)與v(C-0),v(C=0)與v(C-0),說(shuō)明鍵力常數(shù)與折合原子質(zhì)量對(duì)伸縮振動(dòng)頻率的影響。4、已知CHCl3中C-H鍵和C-Cl的伸縮振動(dòng)分別發(fā)生在3030cm-1與758cm-i。(1)試計(jì)算CDCl3中C-H鍵的伸縮振動(dòng)發(fā)生的位置；試計(jì)算CHBr3中C-Br鍵的伸縮振動(dòng)頻率。(假設(shè)CHCl3與CDCl3的鍵力常數(shù)K相同，C-Br鍵與C-Cl的鍵力常數(shù)K相同)四、問(wèn)答題1、分別在95%乙醇溶液和正己烷中測(cè)定2-戌酮的紅外吸收光譜。預(yù)計(jì)在哪種溶劑中C=O的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)？為什么？2、不考慮其它因素條件的影響，試指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺類化合物中，出現(xiàn)C=O伸縮振動(dòng)頻率的大小順序。3、 在乙酰乙酸乙酯的紅外光譜圖中，除了發(fā)現(xiàn)1738,1717有吸收峰夕外在1650和3000也出現(xiàn)吸收峰。試指出出現(xiàn)后兩個(gè)吸收峰的原因。4、 欲測(cè)定某一微細(xì)粉末的紅外光譜，試說(shuō)明選用什么樣的試樣制備方法?為什么？習(xí)題解答填空題一般將多原子分子的振動(dòng)類型分為 伸縮振動(dòng)和變形振動(dòng)，前者又可分為對(duì)稱伸縮振動(dòng)和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，后者可分為面內(nèi)剪式振動(dòng)（6）、面內(nèi)搖擺振動(dòng)（p）和面外搖擺振動(dòng)（3）、面外扭曲振動(dòng)（t）。紅外光區(qū)在可見光區(qū)和微波光區(qū)之間，習(xí)慣上又將其分為三個(gè)區(qū)：遠(yuǎn)紅外區(qū)，中紅外區(qū)和近紅外區(qū),其中中紅外區(qū)的應(yīng)用最廣。紅外光譜法主要研究振動(dòng)中有偶極矩變化的化合物，因此，除了單原子和同核分子等外,幾乎所有的化合物在紅外光區(qū)均有吸收。在紅外光譜中，將基團(tuán)在振動(dòng)過(guò)程中有偶極矩變化的稱為紅外活性,相反則稱為紅外非活性的。一般來(lái)說(shuō),前者在紅外光譜圖上出現(xiàn)吸收峰。紅外分光光度計(jì)的光源主要有能斯特?zé)艉凸杼及?。基團(tuán)一OH、一NH;==CH;一CH的伸縮振動(dòng)頻率范圍分別出現(xiàn)在 3750—3000cm-i, 3300—3000cm-i, 3000—2700cm-i?；鶊F(tuán)一C=C、一C三N;—C==O;—C=N,—C=C一的伸縮振動(dòng)頻率范圍分別出現(xiàn)在 2400—2100cm-i, 19000—1650cm-i, 1650—1500cm-i。4000—1300cm-i區(qū)域的峰是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，基團(tuán)的特征吸收一般位于此范圍，它是鑒最有價(jià)值的區(qū)域，稱為官能團(tuán)區(qū)；1300—600cm-i區(qū)域中，當(dāng)分子結(jié)構(gòu)稍有不同時(shí),該區(qū)的吸收就有細(xì)微的不同，猶如人的指紋一樣,故稱為 指紋區(qū)。二、選擇題二氧化碳分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的數(shù)目分別 （A）A.3,2,4B.2,3,4C.3,4,2D.2,32.乙炔分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的數(shù)目分別為(C)A.2,3,3B.3,2,8C.3,2,7D.3,73.二氧化碳的基頻振動(dòng)形式如下A.3,2,4B.2,3,4C.3,4,2D.2,32.乙炔分子的平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)自由度的數(shù)目分別為(C)A.2,3,3B.3,2,8C.3,2,7D.3,73.二氧化碳的基頻振動(dòng)形式如下(D)(1)對(duì)稱伸縮O==C==O（2）反對(duì)稱伸縮 O==C==Ox,y平面彎曲tO==C==Ox,z平面彎曲tO==C==Ot指出哪幾個(gè)振動(dòng)形式是非紅外活性的?A.(1),(3)B.(2)C.(3)A.(1),(3)B.(2)C.(3)D.(1)帶？(D)A.3000—2700cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm一1oB.3300—3010cm-1,1675—1500cm-1,1475—1300cm-1。C.3300—3010cm-1,1900—1650cm-l,1000——650cm-1。D.3000—2700cm-1,1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。1900—1650cm-1為C==O伸縮振動(dòng)，3000—2700cm-1為飽和碳?xì)銫—H伸縮振動(dòng)1475——1300cm-i為C—H變形振動(dòng)（如4.下列數(shù)據(jù)中，哪一組數(shù)據(jù)所涉及的紅外光譜區(qū)能夠包括C%CH2COH的吸收（不飽和的其頻率高于3000cm-1）,—CH3約在1380—1460cm-1）。物為哪一類？（B）A.酚物為哪一類？（B）A.酚B.含羰基D.烷烴

碳基化合物RCOR(1),RCOCl(2),RCOCH(3),RCOF(4)中，C==O伸縮振動(dòng)頻率出現(xiàn)最高者為(D)A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)在醇類化合物中，O—H伸縮振動(dòng)頻率隨溶液濃度的增加，向低波數(shù)方向位移的原因是(B)A.溶液極性變大 B.形成分子間氫鍵隨之加強(qiáng)C.誘導(dǎo)效應(yīng)隨之變大 D.易產(chǎn)生振動(dòng)偶合傅里葉變換紅外分光光度計(jì)的色散元件是式(D)A.玻璃棱鏡B.石英棱鏡C.鹵化鹽棱鏡 D.邁克爾遜干涉儀三、計(jì)算題1、 計(jì)算分子式為C7%no的不飽和度。U=1+n+n3_ni=1+7+^7=54 2 22、 計(jì)算分子式為C6%NCl的不飽和度。U=1+n+“3"1=1+6+】7=442 23、羧基(-COOH)中C=O、C-0、O-H等鍵的力常數(shù)分別為12.1N.cm-i、7.12N.cm-1和5.80N.cm-1，若不考慮相互影響，計(jì)算:(1)各基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率；(2)基頻峰的波長(zhǎng)與波數(shù)；(3)比較v(0-H)與v(C-0),v(C=0)與v(C-0),說(shuō)明鍵力常數(shù)與折合原子質(zhì)量對(duì)伸縮振動(dòng)頻率的影響。kA -A―r(A)kA -A―r(A)——r^B-A +Ar(A) r(B) gC=1303,?—=1303■

TA

r

b=1303 12^=1730.9(cm-1)c=o 112x1612+16X=-=―1—x104=5.777(pm)b1730.9u=b?c=1730.9x3x1010=5193x1010(Hz)b=1303 71^=1327.7(cm-1)c-o 12x16\12+16X=1=一1一x104=7.532(pm)b1327.7u=b?c=1327.7x3x1010=3983.1x1010(Hz)b=1303'-5^=3234.6(cm-1)O-H '1x16t1+16X=1= 1x104=3.092(pm)b3234.6u=b?c=3234.6x3x1010=9703.8x1010(Hz)4、已知CHCl3中C-H鍵和C-Cl的伸縮振動(dòng)分別發(fā)生在3030cm-1與758cm-i。(1)試計(jì)算CDCl3中C-H鍵的伸縮振動(dòng)發(fā)生的位置；(2)試計(jì)算CHBr3中C-Br鍵的伸縮振動(dòng)頻率。3解：(1)kC-H(假設(shè)CHCl與CDC133解：(1)kC-H=(b)2?Ar=(3030)2x1x12=4.992(N.cm-1)1303 1303 1+12b=1303'羅岑=2223.5(cm-1)c-d '2x12\2+12(2)kC-(2)kC-Cl=(-^)2?Ar=檔8)2x1303 130335.5x1235.5+12=3.04(N.cm-1)c1303Lc*七31010703.4310102.1110i3（Hz）CBr 179.912\79.912四、簡(jiǎn)答題1、分別在95%乙醇溶液和正己烷中測(cè)定2-戌酮的紅外吸收光譜。預(yù)計(jì)在哪種溶劑中C=O的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)？為什么？答：正己烷溶劑中C=O的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)，在95%乙醇溶液C=O的吸收峰出現(xiàn)在低頻區(qū)。原因在乙醇溶液中由于C=O與乙醇中的-OH之間易形成氫鍵，使C=O的雙鍵特征性降低，鍵的力常數(shù)減小，吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)。2、 不考慮其它因素條件的影響，試指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺類化合物中，出現(xiàn)C=O伸縮振動(dòng)頻率的大小順序。答：酰氯，酸，酯，醛，酰胺。3、 在乙酰乙酸乙酯的紅