红外试题及
答案
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一、 选择题
1. 在红外光谱
分析
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中,用KBr作为样品池,这是因为:( 3 )
(1)KBr晶体在4000-400cm-1范围内不会散射红外光
(2)KBr在4000-400cm-1范围内有良好的红外光吸收特性
(3)KBr在4000-400cm-1范围内无红外光吸收
(4)在4000-400cm-1范围内,KBr对红外光无反射
2. 一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为:( 3 )
(1)玻璃(2)石英(3)卤化物(4)有机玻璃
3.
二、填空题
1. 一般分析上所说的红外光谱区域是指(中红外区)。
2. 在分光光度计中,常因波长范围不同而选用不同材料的容器,现有下面三种材料的容器,各适用的光区为:
(1)石英比色皿用于(可见、紫外光区) (2)玻璃比色皿用于(可见光区) (3)氯化钠窗片吸收池用于(红外光区)
三、问答题:
1. 指出指纹区的波长范围、特点及用途。
答:范围:400~1500cm-1
特点:峰密集,峰形对分子结构变化十分敏感,是整个分子的特征。
用途:特征基团的进一步确证,整体结构确定,确定苯环上取代基的数目、位置及碳链长短等。
2. 红外吸收光谱法定性、定量分析的依据是什么?
答:定性依据是峰的位置和数目,定量依据是峰的高度。
3. 如何利用红外吸收光谱来区分伯、仲、叔醇?
答:利用C—O基团特征峰,伯醇:~1050cm-1;仲醇:~1100cm-1;叔醇:~1150 cm-1。
4. 一含氮化合物,分子量为53,红外吸收光谱图如下,推断化合物的结构。
1610
3067
1412
2222
980
答:①3300~3500无峰,无N-H峰。②2222峰,有CN或CC基团。③小于3000处无峰,无饱和C-H键,即无-CH3和-CH2-。④根据分子量,除N外只能含3个C,
H
H
C
C
H
C
N
5. 某化合物其红外光谱图如下, 试推测该化合物是: HO-C6H4-Cl还是ClCH2CH2-CO-CH2CH3? 为什么?
1250
3255
1595
1500
1000
答:因为3255cm-1有强吸收说明有OH。1595,1500cm-1有吸收说明有苯环。1700cm-1无强吸收,说明不含羰基,所以该化合物是前者而不是后者。
6. 乙烯分子中的C=C对称伸缩振动在红外光区有无吸收?为什么?
答:乙烯分子中的C═C对称伸缩振动在红外光区没有吸收,因为乙烯的对称伸缩振动没有偶极矩的变化,是红外非活性的。
7. 某化合物的分子式为C5H8O,其红外光谱有如下主要吸收带;3020,2900,1690和1620cm-1;其紫外吸收光谱在λmax=227nm,εmax=104。已知该化合物不是醛,试指出它可能结构。
答:解:根据分子式计算该化合物的不饱和度:
其红外吸收峰分别说明
3020cm-1 υ=C-H 不饱和化合物,含有双键
2900cm-1 υC-H 饱和
1690cm-1 υC=O 共轭的羰基,占有一个不饱和度
1620cm-1 υC=C 共轭双键,占有一个不饱和度
从紫外吸收εmax=104说明,此跃迁是由π→π*产生的,因此可能有如下结构:
CH2═CH—CO—CH2—CH3或者CH3—CH═CH—CO—CH3
用Woodward规则计算:
前者:母体基数 215nm 后者:母体基数 215nm
因此该化合物为
CH3—CH═CH—CO—CH3
8. 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.
9. 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
10. 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
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;(3)谱图解析;(4)与标准谱图对照;(5)联机检索
11. 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
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
等。
12. 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.
13.
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.
14. 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.
四、计算题:
1. 计算50m红外光所对应的波数,725cm-1所对应的波长。
答:~= 1/ = 1/50×10-4 = 200cm-1
= 1/~=1/725 = 1.38×10-3
2. 计算苯及乙炔的基本振动数目。
答:n苯 = 3N-6 = 30
n乙炔= 3N-5 = 7
3. 计算下列化合物的不饱和度。(1) C5H12O4 (2) C6H5-O- C6H5。
答:(1) U=1+n4+2-1(n3-n1)=1+5+2-1(0-12)=0
(2) U=1+12+2-1(0-10)=8
4. 将800nm换算为(1)波数;(2)mm单位
答:
5. 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)=0.9237
C2HCl3中.M=12x2/(12+2)=1.714,
由于σ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