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 1350cm 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 k 5 1N cm 1 2 乙炔C H键 k 5 9N cm 1 3 乙烷C C键 k 4 5N cm 1 4 苯C C键 k 7 6N cm 1 5 CH3CN中的C N键 k 17 5N cm 1 6 甲醛C O键 k 12 3N cm 1 由所得计算值 你认为可以说明一些什么问题 解 ethaneC Hbond 2 AcetyleneC Hbond同上 M 12x1 12 1 0 9237 s 3292cm 1 3 EthaneC Cbond M 6 s 1128cm 1 4 BenzeneC Cbonds 1466cm 1 5 CH3CN C N s 2144cm 1 6 FormaldehydeC Obond s 1745cm 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 2