仪器分析(第三版)朱明华编课后题答案第十章.ppt

第十章 红外光谱法习题解答,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?,解: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.以亚甲基为例说明分子的基本振动模式.,解:(1)对称与反对称伸缩振动:,(2)面内弯曲振动:,(3)面外弯曲振动:,3.何谓基团频率?它有什么重要用途?,解:与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率,基团频率大多集中在4000-1350 cm-1，称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团,4.红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程,解：基本依据：红外对有机化合物的定性具有鲜明的特征性，因为每一化合物都有特征的红外光谱，光谱带的数目、位置、形状、强度均随化合物及其聚集态的不同而不同。定性分析的过程如下：(1)试样的分离和精制；(2)了解试样有关的资料；(3)谱图解析；(4)与标准谱图对照;(5)联机检索,5.影响基团频率的因素有哪些?,解:有内因和外因两个方面.内因:(1)电效应,包括诱导、共扼、偶极场效应；（2）氢键；（3）振动耦合；（4）费米共振；（5）立体障碍；（6）环张力。外因：试样状态，测试条件，溶剂效应，制样方法等。,6.何谓指纹区？它有什么特点和用途？,解：在IR光谱中，频率位于1350-650cm-1的低频区称为指纹区指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征，因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照，以得出未知物与已知物是否相同的准确结论，任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的,7.将800nm换算为（）波数；（）mm单位,解:,8.根据下列力常数k数据，计算各化学键的振动频率（cm-1).(1)乙烷C-H键，-1；(2)乙炔C-H键，-1;(3)乙烷C-C键，-1;(4)苯C-C键，-1;(5)CH3CN中的CN键，-1(6)甲醛C-O键，-1;由所得计算值，你认为可以说明一些什么问题？,解：（）ethane C-H bond:,(2)Acetylene C-H bond同上，M=12x1/(12+1)=0.9237,s=3292cm-1.(3)Ethane C-C bond.M=6,s=1128cm-1(4)Benzene C-C bond s=1466cm-1(5)CH3CN,CN,s=2144cm-1,(6)Formaldehyde C-O bond,s=1745 cm-1从以上数据可以看出，由于H的相对分子质量较小，所以C-H键均出现在高频区，而由同类原子组成的化学键，力常数越大，频率越高，同一类化合键振动频率相近，但在不同化合物中会有所区别,9.氯仿（CHCl3)的红外光谱说明C-H伸缩振动频率为3100cm-1,对于氘代氯仿（C2HCl3)，其C-2H振动频率是否会改变？如果变化的话，是向高波数还是低波数位移？为什么？,解：由于1H,2H的相对原子质量不同，所以其伸缩振动频率会发生变化CHCl3中，M=12x1/(12+1)=0.9237C2HCl3中.M=12x2/(12+2)=1.714,由于s与M平方根成反比，故氘代氯仿中，C-2H键振动频率会向低波数位移,10.和是同分异构体，如何应用红外光谱检测它们？,解：后者分子中存在-C=O，在1600cm-1会有一强吸收带，而前者则无此特征峰,11某化合物在3640-1740cm-1区间，IR光谱如下图所示该化合物应是氯苯(I),苯(II),或4叔丁基甲苯中的哪一个？说明理由,解：应为III,因为IR中在1740-2000cm-1之间存在一个双峰，强度较弱，为对位双取代苯的特征谱带，而在2500-3640cm-1之间的两个中强峰，则为CH3-对称与不对称伸缩振动的特征谱带,