波譜分析習題

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第一章緒論

1、指出以下電磁輻射所在的光譜區(qū)（光速3.03

1010

cm/s）

（1）波長588.9nm（2）波數(shù)400cm-1

（3）頻率2.531013

Hz（4）波長300nm2、闡述波譜的產(chǎn)生

其次章：紫外吸收光譜法

一、選擇

1.頻率（MHz）為4.473108

的輻射，其波長數(shù)值為（1）670.7nm（2）670.7μ（3）670.7cm（4）670.7m2.紫外-可見光譜的產(chǎn)生是由外層價電子能級躍遷所致，其能級差的大小決定了

（1）吸收峰的強度（2）吸收峰的數(shù)目（3）吸收峰的位置（4）吸收峰的形狀3.紫外光譜是帶狀光譜的原因是由于

（1）紫外光能量大（2）波長短（3）電子能級差大（4）電子能級躍遷的同時伴隨有振動及轉(zhuǎn)動能級躍遷的原因

4.化合物中，下面哪一種躍遷所需的能量最高（1）ζ→ζ*

（2）π→π*

（3）n→ζ*

（4）n→π*

5.π→π*

躍遷的吸收峰在以下哪種溶劑中測量，其最大吸收波長最大

（1）水（2）甲醇（3）乙醇（4）正己烷6.以下化合物中，在近紫外區(qū)（200～400nm）無吸收的是

（1）

（2）（3）（4）

7.以下化合物，紫外吸收λ

max

值最大的是

（1）

（2）（3）（4）

二、解答及解析題

1.吸收光譜是怎樣產(chǎn)生的？吸收帶波長與吸收強度

主要由什么因素決定？

2.紫外吸收光譜有哪些基本特征？

3.為什么紫外吸收光譜是帶狀光譜？

4.紫外吸收光譜能提供哪些分子結(jié)構(gòu)信息？紫外光譜在結(jié)構(gòu)分析中有什么用途又有何局限性？5.分子的價電子躍遷有哪些類型？哪幾種類型的躍遷能在紫外吸收光譜中反映出來?

6.影響紫外光譜吸收帶的主要因素有哪些？7.有機化合物的紫外吸收帶有幾種類型？它們與分子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？

8.溶劑對紫外吸收光譜有什么影響？選擇溶劑時應考慮哪些因素？

9.什么是發(fā)色基團？什么是助色基團？它們具有什么樣結(jié)構(gòu)或特征？

10.為什么助色基團取代基能使烯雙鍵的n→π*

躍遷

波長紅移？而使羰基n→π*

躍遷波長藍移？11.為什么共軛雙鍵分子中雙鍵數(shù)目愈多其π→π*躍遷吸收帶波長愈長？請解釋其因。

12.芳環(huán)化合物都有B吸收帶，但當化合物處于氣態(tài)或在極性溶劑、非極性溶劑中時，B吸收帶的形狀有明顯的區(qū)別，解釋其原因。

13.pH對某些化合物的吸收帶有一定的影響，例如苯胺在酸性介質(zhì)中它的K吸收帶和B吸收帶發(fā)生藍移，而苯酚在堿性介質(zhì)中其K吸收帶和B吸收帶發(fā)生紅移,為什么？羥酸在堿性介質(zhì)中它的吸收帶和形狀會發(fā)生什么變化？

14.某些有機化合物，如稠環(huán)化合物大多數(shù)都呈棕色或棕黃色，大量自然有機化合物也具有顏色，為什么？15.六元雜環(huán)化合物與芳環(huán)化合物具有相像的紫外吸收光譜，請舉幾個例子比較之，并解釋其原因。16.紫外光譜定量分析方法主要有哪幾種？各有什么特點？

17.摩爾吸光系數(shù)有什么物理意義？其值的大小與哪些因素有關(guān)？試舉出有機化合物各種吸收帶的摩爾吸光系數(shù)的數(shù)值范圍。

18.假使化合物在紫外光區(qū)有K吸收帶、B吸收帶和R吸收帶，能否用同一濃度的溶液測量此三種吸收帶？19.紫外分光光度計主要由哪幾部分所組成？它是怎樣工作的？

20.計算波長為250nm、400nm的紫外光頻率、波數(shù)

及其所具有的能量(以eV和kJ2mol-1

為單位表示）。21.計算具有1.50eV和6.23eV能量光束的波長及波數(shù)。

22.已知丙酮的正己烷溶液有兩吸收帶，其波長分別

為189nm和280nm，分別屬π→π*躍遷和n→π*

躍遷，

計算π，n，π*

軌道之間的能量差。

23.畫出酮羰基的電子軌道（π，n，π*

）能級圖，如將酮溶于乙醇中，其能級和躍遷波長將發(fā)生什么變化？請在圖上畫出變化狀況。

24.化合物A在紫外區(qū)有兩個吸收帶，用A的乙醇溶液測得吸收帶波長λ1=256nm，λ2=305nm，而用A的己烷溶液測得吸收帶波長為λ1=248nm、λ2=323nm，這兩吸收帶分別是何種電子躍遷所產(chǎn)生？A屬哪一類化合物？

25.異丙叉丙酮可能存在兩種異構(gòu)體，它的紫外吸收光譜顯示

(a)在λ=235nm有強吸收,ε=1.203104

,(b)在λ＞220nm區(qū)域無強吸收，請根據(jù)兩吸收帶數(shù)據(jù)寫出異丙丙酮兩種異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式。

26.某化合物的紫外光譜有B吸收帶,還有λ=240nm,

ε=133104

及λ=319nm，ε=50兩個吸收帶，此化合物中含有什么基團？有何電子躍遷？

27.1，2-二苯乙烯（）和

肉桂酸（）這一類化合物，在一定條件下可能出現(xiàn)不同的K吸收帶，試證明其原因。

28.乙酰丙酮

在極性溶劑

中的吸收帶λ=277nm,ε=1.93103

,而在非極性溶劑

中的吸收帶λ=269nm,ε=1.213104

，請解釋兩吸收帶的歸屬及變化的原因。

29.以下化合物的紫外吸收光譜可能出現(xiàn)什么吸收帶？并請估計其吸收波長及摩爾吸光系數(shù)的范圍。

（1）

（2）（3）

（4）

30.化合物A和B在環(huán)己烷中各有兩個吸收帶，A：

λ=210nm，ε4

11=1.6310，λ2=330nm，ε2=37。B：λ

3

1

=190nm，ε=1.0310，λ2=280nm，ε=25，判斷化合物A和B各具有什么樣結(jié)構(gòu)？它們的吸收帶是由何種躍遷所產(chǎn)生？

31.以下4種不飽和酮，已知它們的n→π*

躍遷的K吸收帶波長分別為225nm，237nm，349nm和267nm，請找出它們對應的化合物。（1）

（2

（3）（4）

32.計算以下化合物在乙醇溶液中的K吸收帶波長

（1）（2）

（3）

33.推測以下二取代

苯的K吸收帶波長。

（1）（2）（3）

（4）

34.已知化合物的分子式為C7H10O，可能具有α，β不飽和羰基結(jié)構(gòu),其K吸收帶波長λ=257nm（乙醇中）,請確定其結(jié)構(gòu)。

35.對甲胺基苯甲酸在不同溶劑中吸收帶變化如下，

請解釋其原因。在乙醇中λ=288nm,ε=1.93104

在

乙醚中λ=277nm，ε=2.063104

在稀HCl中λ=230nm，

ε=1.06310436.某化合物的ε=2.453105

,計算濃度

為2.50310-6mol2L-1

的乙醇溶液的透過率和吸光度（吸收池厚度1cm）。

37.已知氯苯在λ=265nm處的ε=1.223104

，現(xiàn)用2cm吸收池測得氯苯在己烷中的吸光度A=0.448，求氯苯的濃度。

38.將以下化合物按K吸收帶波長大小次序排列起來，并證明排列的理由。

39.已知濃度為0.010g2L-1

的咖啡堿(摩爾質(zhì)量

為212g2mol-1

)在λ=272nm處測得吸光度

A=0.510。為了測定咖啡中咖啡堿的含量，稱取0.1250g咖啡，于500ml容量瓶中配成酸性溶液,測得該溶液的吸光度A=0.415，求咖啡堿的摩爾吸光系數(shù)和咖啡中咖啡堿的含量。40.用分光光度法測定含乙酰水楊酸和咖啡因兩

組份的止痛片,為此稱取0.2396g止痛片溶解于乙

醇中，確鑿稀釋至濃度為19.16mg2L-1

,分別測量λ1=225nm和λ2=270nm處的吸光度,得A1=0.766，A2=0.155,計算止痛片中乙酰水楊酸和咖啡因的含量.(乙酰水楊酸ε225=8210,ε270=1090,咖啡因ε

225=5510,ε270=8790。

摩爾質(zhì)量：乙酰水楊酸為180g2mol-1，咖啡由于194g2mol-1

）。部分習題參考答案：二、解答及解析題

20.1.231015Hz,40103cm-1,4.96eV,114.6kcal2mol-1

；

0.7531015Hz，253103cm-1，3.10eV，71.6kcal2mol-1

21.827nm，12.13103

cm-1

；200nm，503103

cm-1

22.（1）152kcal2mol-1

；（2）102.3kcal2mol-1

24.π→π*

，n→π*

25.（a）（b）

26.B,K,R,苯環(huán)及含雜原子的不飽和基團，π→π*

，n

→π*

29.（1）K，R（2）K，B，R（3）K，B（4）K，B，R30.（A）CH2=CH-COR；（B）RCOR＇

31.（1）267nm；（2）225nm；（3）349nm；（4）237nm32.（1）270nm（2）238nm（3）299nm34.

36.T=0.244，A=0.61337.1.836310-5

mol2L-1

39.ε=1.083104，3.26%

40.乙酰水楊酸83.5%，咖啡因6.7%

第三章紅外吸收光譜法

一、選擇題

1.CH3—CH3的哪種振動形式是非紅外活性的

（1）υ

C-C（2）

υC-H（3）δas

C-H（4）

δs

C-H

2.

化合物中只有一個羰基，卻在1773cm-1

和1736cm-1處出現(xiàn)兩個吸收峰，這是由于

（1）誘導效應（2）共軛效應（3）費米共振（4）空間位阻

3.一種能作為色散型紅外光譜儀的色散元件材料為（1）玻璃（2）石英（3）紅寶石（4）鹵化物晶體4.預計H2S分子的基頻峰數(shù)為（1）4（2）3（3）2（4）1

5.以下官能團在紅外光譜中吸收峰頻率最高的是（1）

（2）—C≡C—（3）

（4）

—O—H

二、解答及解析題

1.把質(zhì)量一致的球相連接到兩個不同的彈簧上。彈簧B的力常數(shù)是彈簧A的力常數(shù)的兩倍，每個球從靜止位置伸長1cm，哪一個體系有較大的勢能。2.紅外吸收光譜分析的基本原理、儀器，同紫外可見分光光度法有哪些相像和不同之處？3.紅外吸收光譜圖橫坐標、縱坐標各以什么標度？4.C-C（1430cm-1），C-N（1330cm-1），C-O（1280cm-1）當勢能V=0和V=1時，比較C-C，C-N，C-O鍵振動能級之間的相差順序為

①C-O＞C-N＞C-C；②C-C＞C-N＞C-O；③C-N＞C-C＞C-O；④C-N＞C-O＞C-C；⑤C-O＞C-C＞C-N

5.對于CHCl3、C-H伸縮振動發(fā)生在3030cm-1，而C-Cl伸縮振動發(fā)生在758cm-1

（1）計算CDCl3中C-D伸縮振動的位置；（2）計算CHBr3中C-Br伸縮振動的位置。6.C-C、C=C、C≡C的伸縮和振動吸收波長分別為7.0μm，6.0μm和4.5μm。依照鍵力常數(shù)增加的順序排列三種類型的碳-碳鍵。

7.寫出CS2分子的平動、轉(zhuǎn)動和振動自由度數(shù)目。并畫出CS2不同振動形式的示意圖，指出哪種振動為紅外活性振動？

8.以下各分子的碳-碳對稱伸縮振動在紅外光譜中是活性的還是非活性的。（1）CH3-CH3；（2）CH3-CCl3；（3）CO2；（4）HC≡CH

（5）（6）

9.Cl2、H2S分子的振動能否引起紅外吸收而產(chǎn)生吸收譜帶？為什么？預計可能有的譜帶數(shù)。

10.CO2分子應有4種基本振動形式，但實際上只在

667cm-1和2349cm-1處出現(xiàn)兩個基頻吸收峰，為什么？13.三氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動峰在1580cm-1，而四氟乙烯碳-碳雙鍵伸縮振動在此處無吸收峰，為什么？14.試用紅外光譜區(qū)別以下異構(gòu)體：（1）

和

11.羰基化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中，C=O伸縮振動出現(xiàn)最低者為

Ⅰ、

；Ⅱ、

Ⅲ、

Ⅳ、

12.化合物中只有一個羰基，卻有兩個

C=O的吸收帶，分別在1773cm-1和1736cm-1，這是由于：

A.誘導效應B.共軛效應C.空間效應D.偶合效應E.費米共振F.氫鍵效應

12.以下5組數(shù)據(jù)中，哪一種數(shù)據(jù)所涉及的紅外光譜

區(qū)域能包括的吸收帶：

（1）3000～2700cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；

（2）3000～2700cm-12400～2100cm-11000～650cm-1；（3）3300～3010cm-11675～1500cm-11475～1300cm-1；（4）3300～3010cm-11900～1650cm-11475～1300cm-1；（5）3000～2700cm-11900～1650