红外光谱分析习题解答.doc

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1、...红外光谱分析习题解答　1、解：影响红外吸收峰强度的主要因素：红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过程中偶极矩的变化决定。从基态向第一激发态跃迁的概率大，因此基频吸收带一般较强。另外，基频振动过程中偶极矩的变化越大，则其对应的红外吸收越强。因此，如果化学键两端连接原子的电负性差异越大，或分子的对称性越差，则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大，其红外吸收也越强，这就是nC=O的强度大于nC=C的原因。一般来说，反对称伸缩振动的强度大于对称收缩振动的强度，伸缩振动的强度大于变形振动的强度。　2、解：由量子力学可知，简单双原子分子的吸收频率可用下式

2、表示：            （1）      （2）（1）      式中：为波数（cm-1），为光在真空中的速度（3´10-10cm×S-1），为化学键力常数（N×cm-1）（2）      式中：    M1和M2分别为两种原子的摩尔质量，NA为阿伏加德罗常数（6.02´1023mol-1）将（2）式代入（1）得　　【教材P153公式（10-6）系数为1370有误】H－Cl键的键力常数　　　　3、解：依照上题的计算公式.......　　将k＝9N×cm-1，MH=1.0079，MF=18.998代入可计算得到HF的振动吸收峰频率为4023cm-1

3、。　4、解：2-戊酮的最强吸收带是羰基的伸缩振动（nC=O），分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中，其吸收带出现的频率在正己烷中位于较高处。原因是乙醇中的醇羟基可以与戊酮的羰基形成分子间氢键，导致羰基的伸缩振动频率向低波数方向移动。而正己烷不能与戊酮形成分子间氢键。　5、解：ÅÅÅÅ（a）C¾H伸缩（b）C¾H伸缩（c）CH2扭曲    　                ÅÅ（d）C＝C伸缩（e）C¾H剪式（f）C¾H摇摆判断法则为：若振动前后引起偶极矩的变化的，是具有红外活性的，否则为非红外活性的。因此具有红外活性是：（b）（c）（e），非红

4、外活性（a）（d）（f）。.......　　6、解：线性分子CS2，理论上计算其基本振动数为：3N－5＝4。其具体振动形式如下：（a）对称伸缩振动（b）反对称伸缩振动（c）面内弯曲振动（d）面外弯曲振动 　     　具有红外活性的有：（b）（c）（d），其中（c）（d）振动吸收的频率一样。　　7、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 n=C－H 不饱和化合物，含有双键2900cm-1  nC－H  饱和烷基1690cm-1  nC=O   共轭的羰基，占有一个不饱和度1620cm-1  nC=C   共轭双

5、键，占有一个不饱和度从紫外吸收emax＝104说明，此跃迁是由p®p*产生的。因此可能有如下结构： 　....... 　或者         （1）                                 （2）用Woodward规则计算：（1）：母体基数    215nm              （2）：母体基数    215nm     a-烷基取代´0  0nm                   a-烷基取代´1   12nm     计算值      215nm                      计算值     227nm因

6、此该化合物为（2）    　　　8、解：在影响基团频率的因素中，由于取代基具有不同的电负性，通过静电诱导效应I，引起分子中电子分布的变化，改变了键的力常数，使得键或基团的特征频率发生位移。当有电负性较强的元素与羰基上的碳原子相连时，由于诱导效应，就会发生从氧上的电子转移：　　　 Cl导致C=O键的力常数变大，因而使的吸收向高波数方向移动。元素的电负性越强，诱导效应越强。吸收峰向高波数移动的程度越显著。因此，                                                    .......　　　五个中C＝O伸缩振动频率

7、最高的是：   　　　9、解：在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中，都有与C＝O相连的含孤对电子基团，它们对nC=O的影响主要是通过诱导和中介这两个相对的效应实现的。当有电负性较强的元素与羰基上的碳原子相连时，由于静电诱导效应I，使C=O中氧原子上的电子向碳原子转移，导致C=O键的力常数变大，从而使C=O吸收向高波数方向移动，并且元素的电负性越强，诱导效应越强，C=O吸收峰向高波数移动的程度越显著。中介效应M源于含孤对电子基团上的孤对电子与C=O上p电子发生重叠，使它们的电子云密度平均化，造成C=O键力常数下降，使C=O的吸收频率向低波数移动。对同一基团

8、来说，若诱导效应I和中介效应M同时存在，则振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效应的净结