紫外及紅外習(xí)題.ppt

紫外及紅外習(xí)題,1、（5分）下列化合物各具幾種類型的價(jià)電子？在紫外光照射下發(fā)生哪幾種類型的的躍遷？請(qǐng)列表說明 乙烷 碘乙烷 丙酮 丁二烯 苯乙烯 苯乙酮,2、（5分）作為苯環(huán)的取代基，NH3+不具有助色作用。NH2卻具有助色作用；OH的助色作用明顯小于O-。試說明原因。,答：助色作用是由*產(chǎn)生，助色團(tuán)至少要有一對(duì)非鍵n電子，才能產(chǎn)生助色作用，NH2含有一對(duì)非鍵電子，而形成NH3+時(shí)，非鍵電子消失，助色作用也隨之消失。 O-比OH中的氧原子多了一對(duì)非鍵電子，所以其助色作用更明顯。,3、（5分）紫羅蘭酮有兩種異構(gòu)體，異構(gòu)體紫外吸收峰在228nm（14000Lmol-1cm-1），異構(gòu)體的紫外吸收峰在296nm（11000Lmol-1cm-1），指出這兩種異構(gòu)體分別屬于下面哪一種結(jié)構(gòu)，為什么？,吸收系數(shù)和波長同時(shí)變化,4、（5分）某有機(jī)物組成為C4H8O，并且在光程長為1cm的樣品池中，95mg該物質(zhì)在100mL 95%乙醇中的吸光度為0.23，最大吸收波長為293nm，試判斷有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)類別。,解：由朗-比定律：A=bc =17.4Lmol-1cm-1 弱吸收 結(jié)合最大吸收波長，化合物中含有羰基，化合物應(yīng)為醛或酮。,5、（10分） K2CrO4的堿性溶液在372nm處有最大吸收，若堿性K2CrO4溶液的濃度c3.0010-5molL-1，吸收池厚度為1.0cm，在此波長下測(cè)得透光率為71.6%。計(jì)算： （1）該溶液的吸光度； （2）摩爾吸收系數(shù)； （3）若吸則池厚度為3cm，則透光率為多大？,解：（1） （2） （3）,6、（10分）已知丙酮的正己烷溶液的兩個(gè)吸收峰 138nm 和279nm 分別屬于*躍遷和n*躍遷，試計(jì)算、n、*軌道間的能量差，并分別以電子伏特（ev），焦耳（J）表示。,解：對(duì)于*躍遷， 1138nm1.3810-7m 則CC/1 =3108/1.3810-7=2.171015s-1 則E= hv =6.6210-342.171015=1.4410-18J E= hv =4.13610-152.1710158.98ev,對(duì)于n*躍遷，2279nm2.7910-7m,則 CC/1=3108/2.79107=1.081015s-1 則E=hv=6.6210-341.081015=7.1210-19J E=hv=4.13610151.0810154.47ev,n、軌道能量差:,E(*)-E(n*) =7.2810-19J =4.51ev,max計(jì)算,1、（10分）羧基（COOH）中CO、CO、OH等鍵的力常數(shù)分別為12.1Ncm-1、7.12Ncm-1和5.80Ncm-1，若不考慮相互影響，計(jì)算： （1）各基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率； （2）基頻峰的波長與波數(shù)； （3）比較（OH）與（CO），（CO）與（CO），說明鍵力常數(shù)與折合原子質(zhì)量對(duì)伸縮振動(dòng)頻率的影響。,解：Ar（H）=1，Ar（O）=16，Ar（C）=12 （1）,（2）,2、（5分）分別在95乙醇溶液和正己烷中測(cè)定2戌酮的紅外吸收光譜。預(yù)計(jì)在哪種溶劑中CO的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)？為什么？,答： 正己烷溶劑中CO的吸收峰出現(xiàn)在高頻區(qū)，在95乙醇溶液CO的吸收峰出現(xiàn)在低頻區(qū)。 原因：在乙醇溶液中由于CO與乙醇中的OH之間易形成氫鍵，使CO的雙鍵特征性降低，鍵的力常數(shù)減小，吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)。,3、（5分）不考慮其它因素條件的影響，試指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺類化合物中，出現(xiàn)CO伸縮振動(dòng)頻率的大小順序，說明原因。,答：酰氯，酸，酯，醛，酰胺。,4、（10分）譜圖解析己醛（C6H12O）,己醛 你能將醛基的紅外吸收峰分辨開來嗎？,3420cm-1, 是C=O在1727cm-1處的倍頻峰。,這是C-H伸縮振動(dòng)區(qū)。,2955cm-1,-CH3反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2931cm-1,-CH2反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2865cm-1,-CH3對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2861cm-1,-CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2820cm-1, -CHO伸縮/彎曲（二者之一），由于費(fèi)米共振，1390cm-1的倍頻峰裂分成兩個(gè)峰，但是高頻處的一個(gè)峰往往會(huì)被C-H伸縮峰掩蓋。,2717cm-1, -CHO伸縮/彎曲（第二個(gè)）。一般波段范圍：273515cm-1。這個(gè)峰不會(huì)被C-H伸縮振動(dòng)峰覆蓋，這個(gè)峰與C=O伸縮振動(dòng)峰（1727cm-1)同時(shí)出現(xiàn)是醛的一個(gè)很好的證據(jù)。,1727cm-1, C=O伸縮振動(dòng)峰。這個(gè)峰的位置是醛的特征峰。共扼會(huì)使伸縮振動(dòng)峰向低頻方向移動(dòng)。,1467cm-1,-CH3反對(duì)稱彎曲振動(dòng)峰。,1455cm-1,-CH2剪刀彎曲振動(dòng)峰。,1407cm-1,-CH2剪刀彎曲振動(dòng)峰，由于羰基的共扼作用，這個(gè)彎曲振動(dòng)峰在低頻位置出現(xiàn)。,1390cm-1,-CHO彎曲振動(dòng)峰，一般范圍：139510cm-1。這個(gè)峰的倍頻峰是醛基C-H伸縮振動(dòng)峰的費(fèi)米共振。,1379cm-1,-CH3傘形振動(dòng)峰。,指紋區(qū)：與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行比較，能得出明確的答案。,727cm-1,-(CH2)4搖擺振動(dòng)峰，必須4個(gè)或4個(gè)以上CH2連在一起。,5、（5分）譜圖解析1-己醇（C6H14O）,1-己醇 你能分辨哪些峰是OH峰？（提示：與己烷譜圖比較）,3334cm-1, -OH的伸縮振動(dòng)峰，一般波數(shù)范圍：335010 cm-1。這是一個(gè)很特征的OH峰，由于氫鍵的存在，所有OH峰均比較寬。,2960cm-1, -CH3反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2931cm-1,-CH2反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2870cm-1, -CH3對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2861cm-1, -CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,1468cm-1, -CH3反對(duì)稱彎曲振動(dòng)峰。,1455cm-1,-CH2剪刀彎曲振動(dòng)峰。,1430cm-1,-OH彎曲振動(dòng)峰，一般波數(shù)范圍：1400 100cm-1，這個(gè)寬峰被CH彎曲模式峰掩蓋。,1379cm-1,-CH3傘形彎曲振動(dòng)峰。,指紋區(qū)：與參考譜圖比對(duì)，即能給出定性結(jié)論。,1058cm-1,-C-O伸縮振動(dòng)峰，與C-C伸縮振動(dòng)是反對(duì)稱的，一般波數(shù)范圍： 伯醇：105025cm-1 仲醇：112525cm-1 叔醇：115050cm-1,725cm-1, -(CH2)4搖擺振動(dòng)峰，只有在4個(gè)和4個(gè)CH2存在時(shí)才有這個(gè)搖擺振動(dòng)峰。,660cm-1,-OH搖擺振動(dòng)峰，這是由于OH基團(tuán)的存在的另外一個(gè)寬峰。,6、（5分）譜圖解析1-己烯（C6H12）,1-己烯 你能分辨出哪一個(gè)峰是雙鍵峰？（提示：與己烷峰比較即可得出結(jié)論）。,3080cm-1, 是CH2反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。在3000cm-1以上有吸收峰，表面有不飽和基團(tuán)存在（雙鍵或炔烴或芳烴）。,2997cm-1, =CH2的對(duì)稱伸縮振動(dòng)。一般來說，反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰的頻率要高于對(duì)稱伸縮振動(dòng)的頻率。,2960cm-1，是CH3的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2924cm-1, CH2的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,2870cm-1, 是CH3的對(duì)稱伸縮振動(dòng)。,2861cm-1，是CH2對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰。,1821cm-1（紅色），是=CH2面彎曲振動(dòng)，這是909cm-1處的基頻峰的倍頻峰（灰色），倍頻峰的吸收強(qiáng)度要比基頻峰弱得多。,1642cm-1是C=C伸縮振動(dòng)，一般來說，164020cm-1是順式和乙烯基的伸縮振動(dòng)峰的位置;167010cm-1是反式、叔碳、季碳取代的雙鍵伸縮振動(dòng)峰的位置。反式-2-己烯只有一個(gè)很弱的吸收峰，這是因?yàn)閮?nèi)雙鍵伸縮僅會(huì)導(dǎo)致偶極矩的微小變化（近似于對(duì)稱的情況）。,1466cm-1,CH3的反對(duì)稱彎曲振動(dòng)。,1455cm-1,CH2剪刀彎曲振動(dòng)。,1379cm-1，CH3的傘形彎曲振動(dòng)峰。,指紋區(qū)：與參考譜圖對(duì)比，即可以定性歸屬樣品。注意：該譜圖中沒有720cm-1的CH2的搖擺振動(dòng)吸收峰（一般只有4個(gè)或4個(gè)以上的CH2存在時(shí)才出現(xiàn)720cm-1的峰）。,993cm-1,是=CH2的面扭曲振動(dòng)，只有單取代或反式雙鍵有此振動(dòng)，該振動(dòng)峰必須有兩個(gè)反式的H存在；順式雙鍵有一個(gè)不同的面彎曲振動(dòng)峰。,909cm-1，是CH2面彎曲振動(dòng)峰，只有端基帶兩個(gè)氫的雙鍵才有這個(gè)吸收峰。,指紋區(qū)：與參考譜圖對(duì)比即可對(duì)該化合物進(jìn)行定性。注意：沒有720cm-1的搖擺峰，因?yàn)樵摲宓某霈F(xiàn)必須4個(gè)和4個(gè)以上的CH2連在一起。,7、（10分）苯乙酮（C8H8O）,8、（10分） 2,3-二甲基丁烷(C6H14 ),2,3-二甲基丁烷 與正己烷相比，這兩個(gè)化合物均有CH3和CH2基團(tuán)；而環(huán)己烷卻僅有CH2基團(tuán)。,2962cm-1,CH3反對(duì)稱伸縮振動(dòng)（僅顯示兩個(gè)簡并反對(duì)稱伸縮振動(dòng)模式之一）。,2880cm-1,CH3基團(tuán)的伸縮振動(dòng)。注意：這里沒有CH2基團(tuán)的吸收峰，因?yàn)樵摲肿又袥]