第九章 红外光谱法习题[1].doc

第九章 红外光谱法基本要求：了解红外吸收光谱和吸收峰特征的表达，掌握红外吸收光谱产生的条件，影响吸收峰位置、峰数和强度的因素，掌握主要的IR谱区域以及在这些区域里引起吸收的键振动的类型，掌握常见基团的特征吸收频率，利用IR谱鉴别构造异构体并能够解析简单化合物的结构，了解红外吸收光谱的实验技术，了解拉曼光谱的原理及应用。重点：IR光谱产生的条件，影响吸收峰位置，峰数和强度的因素，常见基团的特征吸收频率。难点：键振动的类型，IR谱解析，FT-IR的原理和特点。部分习题解答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?条件：（1）分子的振动或转动必须伴随偶极矩的变化；（2）红外辐射应具有能满足分子产生振动跃迁所需的能量(红外辐射频率等于振动量子数差值和振动频率的乘积) 不是所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。只有满足上述两个条件的分子振动才会产生红外吸收光谱。例如，同核双原子分子（O2、N2、Cl2）等的振动没有红外活性。5. 计算CO2和H2O的分子振动自由度，它们分别有几种振动形式，在红外吸收光谱中能看到几个吸收普带？数目是否相符？为什么？CO2：线性分子 振动自由度3N-5=3*3-5=4 四种振动形式 两个吸收带 数目不符 对称伸缩振动无偶极矩变化，无红外活性，无吸收峰；面内弯曲和面外弯曲振动简并，只显示一个吸收峰。H2O：非线性分子 振动自由度3N-6=3*3-6=3 三种振动形式 三个吸收带 数目相符 6.判断正误。（1）对 （2）错 （3）错 （4）对 （5）错 （6）错7、下列同分异构体将出现哪些不同的特征吸收带？（1）CH3 CO2H CO2CH3（2）C2H3COCH3 CH3CH2CH2CHO（3） O O解：（1）CH3 COH 在33002500cm-1处有vOH，O其vC=O位于17461700cm-1 COCH3 无vOH吸收，其vC=O位于17501735cm-1OO（2）C2H5CCH3 其vC=O位于17201715cm-1 CH3CH2CH2CH 其2820cm-1及2720cm-1有醛基费米共振双峰。vC=O位于17401720cm-1（3） O 的vC=O吸收频率小于 O的vC=O吸收频率8、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 CH3CO2CH2CCH （A） （B）O解：（A） HO C-H ： vOH 37003200cm-1OH 13001165cm-1vCH(O) 28202720cm-1双峰vC=O 17401720cm-1 苯骨架振动： 16501450 cm-1 苯对位取代： 860800 cm-1v=CH 31003000cm-1O（B）CH3COCH2CCH ：vC=O 17501735cm-1vCOC 13001000cm-1vCC 23002100cm-1vCH 33003200cm-1vasCH 296210cm-1、29265cm-1vsCH 287210cm-1、285310cm-1asCH 145020cm-1、146520cm-1sCH 13801370cm-19、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？NHCOCH3COCH2OCH3NH2CO2CH3OH （A） （B） （C）CO2HCH2NH2CO2HNHCH3 （D） （E）解：（A）结构含OH，而图中无vOH峰，排除O（C）结构中含CNH2，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vArN 1680cm-1，为vC=O16001400cm-1为苯骨架振动13001000cm-1表示有C-O-C所以应为（B）。10、化合物C4H5N，红外吸收峰：3080, 2960, 2260, 1647, 990和935cm-1，其中1865为弱带，推导结构。解：= 4 + 1 + = 3 CH2 = CHCH2CN3080cm-1为v=C-H ；2960cm-1、2260cm-1为vC-H ；1647 cm-1为vCN ；1418cm-1为C-H ；990cm-1和935cm-1为烯烃取代=C-H11、分子式为C7H5OCl的化合物，红外吸收峰：3080，2810，2720，1705，1593，1573，1470，1438，1383，1279，1196，1070，900及817cm-1，试推结构。解：= 7 + 1 5/2 = 5OCl C-H3080cm-1为v=C-H；2810 cm-1、2720 cm-1为vCH（O）费米共振双峰；1705 cm-1为vC=O；1593、1573、1470、1438 cm-1为苯骨架振动vC=C；1383、1279、1196、1070 cm-1为苯对位取代倍频和组频；900及817cm-1为苯对位取代C-H。12、芳香化合物C7H8O，红外吸收峰为3380、3040、2940、1460、1010、690和740cm-1，试推导结构并确定各峰归属。解：= 7 + 1 8/2 = 4 3380cm-1表明有-OH 3040cm-1表明为不饱和H 690与740cm-1表明苯单取代CH2OH得 3380cm-1为vOH ；2940cm-1为CH2的vC-H ；3040cm-1为v=C-H ；1460cm-1为苯骨架振动；1010cm-1，为vC-O ； 690与740cm-1为苯单取代C-H14、由红外光谱图10-29推导化合物结构。解：= 4 + 1 + = 03450cm-1与3300cm-1为vNH ；2960cm-1为CH3的vCH ；1620cm-1为NH ；CH3CH31468 cm-1为CH2的vCH ；1385cm-1与1370cm-1峰高比约为1:1，表明有CHCH3CH3所以为 CHCH2NH215、化合物分子式为C6H12O2，据图10-30的IR谱推导结构。CH3解：= 6 + 1 - = 11397cm-1与1370cm-1峰高比约为1:2，表明有CH3CCH31184cm-1与1150cm-1为vsCOC ；1280cm-1为vasCOC ；1720cm-1为vC=O ；2960cm-1为vCH ；CH3OCH3CH3OCH3所以可为 CH3C COCH3 或 CH3COCCH3其中之一。若需确证，还需有其它信息。16、化合物分子式为C4H9NO，据图10-31的IR谱推导结构。解：= 4 + 1 + = 13350cm-1、3170cm-