红外吸收光谱法

一．填空题 1．一般将多原子分子的振动类型分为 伸缩 振动和 变形 振动,前者又可分为 对称伸缩 振动和 反对称伸缩 振动,后者可分为 面内剪式振动(δ)、面内摇摆振动(ρ) 和 面外摇摆振动(ω)、面外扭曲振动(τ) 。 2．红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区，中红外区 和 近红外区 ,其中 中红外区 的应用最广。

3．红外光谱法主要研究振动中有 偶极矩 变化的化合物，因此，除了单原子 和同核分子 等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。

4．在红外光谱中,将基团在振动过程中有 偶极矩 变化的称为 红外活性 ,相反则

称为 红外非活性的 。一般来说,前者在红外光谱图上 出现吸收峰 。 5．红外分光光度计的光源主要有 能斯特灯 和 硅碳棒 。 6．基团一OH、一NH；==CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 3750—3000 -1

cm, 3300—3000 cm-1, 3000—2700 cm-1。

7．基团一C≡C、一C≡N ；—C==O；一C＝N， 一C＝C—的伸缩振动频率范围分别出现在 2400—2100 cm-1, 1900—1650 cm-1, 1650—1500 cm-1。 8．4000—1300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为 官能团 区；1300—600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的 指纹 一样,故称为 指纹区 。 二、选择题

1．二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别 （A） A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，4，2 D. 4，2，3 2．乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为 （C） A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，7 4．下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?（D）

A. 3000—2700cm-1，1675—1500cm-1，1475—1300cm一1。 B. 3300—3010cm-1，1675—1500cm-1, 1475—1300cm-1。 C. 3300—3010cm-1, 1900—1650cm-l，1000——650cm-1。 D. 3000—2700cm-1, 1900—1650cm-1, 1475——1300cm-1。

1900—1650cm-1为 C==O伸缩振动，3000—2700cm-1为饱和碳氢C—H伸缩振动（不饱和的其频率高于3000 cm-1），1475——1300cm-1为C—H变形振动（如—CH3约在1380—1460cm-1）。

5．下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱，根据此图指出该化合物为哪一类？（B）

A．酚 B．含羰基 C．醇 D．烷烃 6．碳基化合物RCOR‘（1）， RCOCl（2），RCOCH（3）, RCOF（4）中, C==O伸缩振动频率出现最高者为（D） A．（1） B．（2） C．（3） D．（4） 7．在醇类化合物中, O—H伸缩振动频率随溶液浓度的增加，向低波数方向位移的原因是（B）

A．溶液极性变大 B．形成分子间氢键随之加强 C．诱导效应随之变大 D．易产生振动偶合

8．傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 （D）

A．玻璃棱镜 B．石英棱镜 C． 卤化盐棱镜 D．迈克尔逊干涉仪

四、简答题

1、分别在95％乙醇溶液和正己烷中测定2－戌酮的红外吸收光谱。预计在哪种溶剂中C＝O的吸收峰出现在高频区？为什么？

答：正己烷溶剂中C＝O的吸收峰出现在高频区，在95％乙醇溶液C＝O的吸收峰出现在低频区。

原因在乙醇溶液中由于C＝O与乙醇中的－OH之间易形成氢键，使C＝O的双键特征性降低，键的力常数减小，吸收峰向低波数方向移动。

2、不考虑其它因素条件的影响，试指出酸，醛，酯，酰氯和酰胺类化合物中，出现C＝O伸缩振动频率的大小顺序。

答：酰氯， 酸，酯，醛，酰胺。

3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中，除了发现1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的。 答：试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。

CH3CCH2COC2H5O OCH3COHCHCOC2H5O

因此在 IR 谱图上，除了出现 ?(C=C)吸收带外，还应出现 ?(OH)和?(C=O)

吸收，

?(C=O)吸收带出现在 1650 cm-1，?(OH)吸收带在生成氢键时，可移至3000 cm-1。

4、欲测定某一微细粉末的红外光谱，试说明选用什么样的试样制备方法？为什么？

答：固体研磨法（用KBr作稀释剂）

红外光谱分析法试题

一、简答题

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? 2．以亚甲基为例说明分子的基本振动模式. 3.何谓基团频率?它有什么重要用途?

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． 5．影响基团频率的因素有哪些? 6．何谓指纹区？它有什么特点和用途？

二、选择题

1.在红外光谱分析中，用 KBr制作为试样池，这是因为 ( ) A KBr晶体在 4000～ 400cm -1 范围内不会散射红外光 B KBr在 4000～ 400 cm -1 范围内有良好的红外光吸收特性 C KBr在 4000～ 400 cm -1 范围内无红外光吸收 D 在 4000～ 400 cm -1 范围内，KBr 对红外无反射 2.一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( ) A 玻璃 B 石英 C 卤化物晶体 D 有机玻璃

3.并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为 ( ) A 分子既有振动运动，又有转动运动，太复杂 B 分子中有些振动能量是简并的

C 因为分子中有 C、H、O以外的原子存在

D 分子某些振动能量相互抵消了

4.下列四种化合物中，羰基化合物频率出现最低者为 ( ) A I B II C III D IV

5.在下列不同溶剂中，测定羧酸的红外光谱时，C＝O伸缩振动频率出现最高者为 ( )

A 气体 B 正构烷烃 C 乙醚 D 乙醇

6.水分子有几个红外谱带，波数最高的谱带对应于何种振动 ? ( )

A 2个，不对称伸缩 B 4个，弯曲 C 3个，不对称伸缩 D 2个，对称伸缩 7.苯分子的振动自由度为 ( )

A 18 B 12 C 30 D 31

8.在以下三种分子式中 C＝C双键的红外吸收哪一种最强?

(1) CH3－CH = CH2 (2) CH3－ CH = CH－CH3（顺式） (3) CH3－CH = CH－CH3（反式） ( )

A（1） 最强 B (2)最强 C (3)最强 D 强度相同 9.在含羰基的分子中，增加羰基的极性会使分子中该键的红外吸收带 ( )

A 向高波数方向移动 B 向低波数方向移动 C 不移动 D 稍有振动 10.以下四种气体不吸收红外光的是 ( )

A H2O B CO 2 C HCl D N2

11.某化合物的相对分子质量Mr=72,红外光谱指出,该化合物含羰基,则该化合物可能的分子式为 ( )

A C4H8O B C3H4O 2 C C3H6NO D (1) 或(2) 12.红外吸收光谱的产生是由于 ( )

A 分子外层电子、振动、转动能级的跃迁 B 原子外层电子、振动、转动能级的跃迁 C 分子振动-转动能级的跃迁

D 分子外层电子的能级跃迁

13. Cl2分子在红外光谱图上基频吸收峰的数目为 ( )

A 0 B 1 C 2 D 3 14.红外光谱法试样可以是 ( )

A 水溶液 B 含游离水 C 含结晶水 D 不含水 15.能与气相色谱仪联用的红外光谱仪为 ( )

A 色散型红外分光光度计 B 双光束红外分光光度计 C 傅里叶变换红外分光光度计 D 快扫描红外分光光度计

16.试比较同一周期内下列情况的伸缩振动(不考虑费米共振与生成氢键)产生的红外吸收峰,频率最小的是 ( )

A C-H B N-H C O-H D F-H

17.已知下列单键伸缩振动中 C-C C-N C-O键力常数k/(N?cm) 4.5 5.8 5.0吸收峰波长

-1

λ/μm 6 6.46

6.85问C-C, C-N, C-O键振动能级之差⊿E顺序为 ( )

A C-C > C-N > C-O B C-N > C-O > C-C C C-C > C-O > C-N D C-O > C-N > C-C

18.一个含氧化合物的红外光谱图在3600～ 3200cm 有吸收峰,下列化合物最可能的是 ( )

-1

A CH3－CHO B CH3－CO-CH3 C CH3－CHOH-CH3 D CH3－O-CH2-CH3

19.用红外吸收光谱法测定有机物结构时,试样应该是 ( )

A 单质 B 纯物质 C 混合物 D 任何试样 20.下列关于分子振动的红外活性的叙述中正确的是 ( )

A 凡极性分子的各种振动都是红外活性的,非极性分子的各种振动都不是红外活性的 B 极性键的伸缩和变形振动都是红外活性的

C 分子的偶极矩在振动时周期地变化,即为红外活性振动

D 分子的偶极矩的大小在振动时周期地变化,必为红外活性振动,反之则不是

三、填空题

1．在分子的红外光谱实验中,并非每一种振动都能产生一种红外吸收带,常常是实际吸收带比预期的要少得多。其原因是(1)_______; (2)________; (3)_______; (4)______。 2．乳化剂OP-10的化学名称为:烷基酚聚氧乙烯醚,