儀器分析習(xí)題答案課件

第十章紅外光譜法習(xí)題解答1.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?是否所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜?為什么?解:條件:激發(fā)能與分子的振動(dòng)能級(jí)差相匹配,同時(shí)有偶極矩的變化.并非所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜,具有紅外吸收活性,只有發(fā)生偶極矩的變化時(shí)才會(huì)產(chǎn)生紅外光譜.2.以亞甲基為例說明分子的基本振動(dòng)模式.解:(1)對(duì)稱與反對(duì)稱伸縮振動(dòng):第十章紅外光譜法習(xí)題解答1.產(chǎn)生紅外吸收的條件是什么?是1(2)面內(nèi)彎曲振動(dòng):(3)面外彎曲振動(dòng):(2)面內(nèi)彎曲振動(dòng):(3)面外彎曲振動(dòng):23.何謂基團(tuán)頻率?它有什么重要用途?解:與一定結(jié)構(gòu)單元相聯(lián)系的振動(dòng)頻率稱為基團(tuán)頻率,基團(tuán)頻率大多集中在4000-1350cm-1，稱為基團(tuán)頻率區(qū)，基團(tuán)頻率可用于鑒定官能團(tuán)．4.紅外光譜定性分析的基本依據(jù)是什么？簡(jiǎn)要敘述紅外定性分析的過程．解：基本依據(jù)：紅外對(duì)有機(jī)化合物的定性具有鮮明的特征性，因?yàn)槊恳换衔锒加刑卣鞯募t外光譜，光譜帶的數(shù)目、位置、形狀、強(qiáng)度均隨化合物及其聚集態(tài)的不同而不同。定性分析的過程如下：(1)試樣的分離和精制；(2)了解試樣有關(guān)的資料；(3)譜圖解析；(4)與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照;(5)聯(lián)機(jī)檢索3.何謂基團(tuán)頻率?它有什么重要用途?解:與一定結(jié)構(gòu)單元相35.影響基團(tuán)頻率的因素有哪些?解:有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面.內(nèi)因:(1)電效應(yīng),包括誘導(dǎo)、共扼、偶極場(chǎng)效應(yīng)；（2）氫鍵；（3）振動(dòng)耦合；（4）費(fèi)米共振；（5）立體障礙；（6）環(huán)張力。外因：試樣狀態(tài)，測(cè)試條件，溶劑效應(yīng)，制樣方法等。6.何謂指紋區(qū)？它有什么特點(diǎn)和用途？解：在IR光譜中，頻率位于1350-650cm-1的低頻區(qū)稱為指紋區(qū)．指紋區(qū)的主要價(jià)值在于表示整個(gè)分子的特征，因而適用于與標(biāo)準(zhǔn)譜圖或已知物譜圖的對(duì)照，以得出未知物與已知物是否相同的準(zhǔn)確結(jié)論，任何兩個(gè)化合物的指紋區(qū)特征都是不相同的．5.影響基團(tuán)頻率的因素有哪些?解:有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面.6.47.將800nm換算為（１）波數(shù)；（２）mm單位．解:8.根據(jù)下列力常數(shù)k數(shù)據(jù)，計(jì)算各化學(xué)鍵的振動(dòng)頻率（cm-1).(1)乙烷C-H鍵，k=5.1N.cm-1；(2)乙炔C-H鍵，k=5.9N.cm-1;(3)乙烷C-C鍵，k=4.5N.cm-1;(4)苯C-C鍵，k=7.6N.cm-1;(5)CH3CN中的C≡N鍵，k=17.5N.cm-1(6)甲醛C-O鍵，k=12.3N.cm-1;由所得計(jì)算值，你認(rèn)為可以說明一些什么問題？7.將800nm換算為（１）波數(shù)；（２）mm單位．解:8.5解：（１）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解：（１）ethaneC-Hbond:(2)Acety6(6)FormaldehydeC-Obond,s=1745cm-1從以上數(shù)據(jù)可以看出，由于H的相對(duì)分子質(zhì)量較小，所以C-H鍵均出現(xiàn)在高頻區(qū)，而由同類原子組成的化學(xué)鍵，力常數(shù)越大，頻率越高，同一類化合鍵振動(dòng)頻率相近，但在不同化合物中會(huì)有所區(qū)別．9.氯仿（CHCl3)的紅外光譜說明C-H伸縮振動(dòng)頻率為3100cm-1,對(duì)于氘代氯仿（C2HCl3)，其C-2H振動(dòng)頻率是否會(huì)改變？如果變化的話，是向高波數(shù)還是低波數(shù)位移？為什么？解：由于1H,2H的相對(duì)原子質(zhì)量不同，所以其伸縮振動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生變化．CHCl3中，M=12x1/(12+1)=0.9237C2HCl3中.M=12x2/(12+2)=1.714,由于s與M平方根成反比，故氘代氯仿中，C-2H鍵振動(dòng)頻率會(huì)向低波數(shù)位移．(6)FormaldehydeC-Obond,s=710.和是同分異構(gòu)體，如何應(yīng)用紅外光譜檢測(cè)它們？解：后者分子中存在-C=O，在1600cm-1會(huì)有一強(qiáng)吸收帶，而前者則無此特征峰．11．某化合物在3640-1740cm-1區(qū)間，IR光譜如下圖所示．該化合物應(yīng)是氯苯(I),苯(II),或4－叔丁基甲苯中的哪一個(gè)？說明理由．10.和是同分異構(gòu)體，如何應(yīng)用紅外光譜檢8解：應(yīng)為III,因?yàn)镮R中在1740-2000cm-1之間存在一個(gè)雙