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红外吸收光谱与激光拉曼光谱分析法
10.1 试分析产生红外光谱的条件，为什么分子中有的振动形式不会产生红外光谱？
解:
条件: （1）照射光的能量E=hν等于两个振动能级间的能量差ΔE时，分子才能由低振动能级E1跃迁到高振动能级E2。即ΔE＝E1－E2，则产生红外吸收光谱。（2）分子振动过程中能引起偶极矩变化的红外活性振动才能产生红外光谱。
并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,具有红外吸收活性,只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.
10.2 试说明何为基团频率，影响基团频率的因素有哪些？
解: 组成分子的各种原子基团都有自己的特征红外吸收的频率范围和吸收峰，称这些能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰为特征峰，其相应的频率称为特征频率或基团频率。基团频率大多集中在4000-1350 cm-1，称为基团频率区，基团频率可用于鉴定官能团．频率位移的因素可分为分子结构有关的内部因素和测定状态有关的外部因素。外部因素包括试样的状态、粒度、溶剂、重结晶条件及制样方法等都会引起红外光谱吸收频率的改变。
10.3 试说明何为红外活性振动，指出CO2分子的4种振动形式中哪些属于红外活性振动?
解:伴随瞬时偶极矩的变化的振动可以产生红外光谱，称为红外活性振动。具有红外活性振动的分子，偶极矩作周期性变化产生交变的偶极场，其频率与匹配的红外辐射交变电磁场产生耦合，分子吸收红外辐射的能量从低的振动能级跃迁到高的振动能级。
CO2（线性分子）它有（3N-5）=4个振动自由度，其中对称伸缩振动，面内变形（弯曲或变角）振动和面内变形（弯曲或变角）振动三种振动形式为红外活性振动。
10.4 试说明傅立叶变换红外光谱仪与色散型红外光谱仪的最大区别是什么？
红外分光光度计可分为两大类，色散形和干涉型。色散型又有棱镜分光型和光栅分光型两种红外光谱仪；干涉型为傅立叶变换红外光谱仪。傅里叶交换红外分光光度计（FTIR）的工作原理和色散型的红外分光光度计是完全不同的，它没有单色器和狭缝，是利用一个迈克耳逊干涉仪获得入射光的于涉图，通过数学运算（傅里叶变换）把于涉图变成红外光谱图。
10.5 分子中不同振动能级之间能否相互影响，使红外光谱发生什么变化？ 解:当两个化学键或基团的振动频率相近，（或相等），位置上它们又是直接相连或相接近时，分子中不同振动能级之间的相互作用产生振动的偶合。振动的偶合作用会使原来的谱带裂分成两个峰，一个频率比原来的谱带高一些，另一个频率则低一些。
10.6 排列下列两组化合物νC=O波数由高到低的顺序，并说明理由。
OOOOH3CCNH2H3CCCH3H3CCCl(a)H3CCOHOCOOOCOCH3(b)CCH3
解： （a）：酰氯?酸?酮?酰胺
（b）：芳酯?甲酯?酮
10.7 下列化合物在4000～1650cm-1的红外光谱中有何吸收谱峰？
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1
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OH3CH2CCOHOH3CH2CCHOH3CH2CCCH2CH3(a)(b)(c) -1-1-1
解： （a）：2500~3300 cm的O-H伸缩振动；2800~3000 cm的C-H伸缩振动；~1710 cm的C=O伸缩振动。
-1-1-1
（b）： 2800~3000 cm的C-H伸缩振动；~2720和~2820 cm醛基C-H伸缩振动；~1720 cm的C=O伸缩振动。
-1-1
（c）： 2800~3000 cm的C-H伸缩振动； ~1715 cm的C=O伸缩振动。 10.8 下列两组化合物的红外光谱特征有何不同？
H3CCH2H3CCHCCH2(A)H3C(a)HHCH3CCCH3H3CHC(b)CH3CH(B)(a)(b)
解：
-1
(A)组中，（a）结构=C-H面外变形振动在~820 cm附近出现吸收峰；（b）结构=C-H面外变形振动在
-1
~990和~910cm附近出现二个吸收峰；
-1
(B)组中，（a）结构=C-H面外变形振动在~700 cm附近出现吸收峰；（b）结构=C-H面外变形振动在~970附近出现吸收峰.
10.9
CH2CN答案：
10.10
O答案：H3CCOCH2CH3
10.11
答案：
10.12 比较拉曼光谱与红外光谱的异同点。
拉曼（Raman）光谱和红外光谱都属于分子振动光谱，所不同的是拉曼光谱是分子的散射光谱，红外光谱是吸收光谱．在分子的各种振动中，有些振动强烈地吸收红外光，而出现强的红外谱带但产生弱的拉曼谱带。反之有些振动产生强的拉曼光谱而只出现弱红外谱带，因此这二种方法是相互补充的，只有采用这二种技术才能得到完全的振动光谱。
10.13 指出下列振动形式哪种是拉曼活性振动。
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2
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(a)(c)OOCOO(b)(d)SOCCSO解：(a)和(c)是拉曼活性振动
10.14 根据拉曼光谱选律，举例说明哪类分子振动具有拉曼活性。
伴有活化率变化的振动是拉曼活性振动。CO2分子的对称伸缩振动时键偶极矩的矢量和为零，是非
-1
红外活性振动；但极化率有变化，是拉曼活性振动（1351cm）。同理同核的双原子分子H2、N2、O2等由于在振动过程中无偶极矩的变化，因此同核双原子分子的振动是非红外活性的；但它们是拉曼活性振动的。由于分子中有些非红外活性振动可能是拉曼活性振动（反之亦然），所以红外光谱和拉曼光谱起互相补充作用。
10.15 试说明拉曼效应和拉曼位移。
1928年，印度物理学家C. V. Raman发现光通过透明溶液时，有一部分光被散射，其频率与入射光不同，为 位移。
，频率位移与发生散射的分子结构有关。这种散射称为拉曼散射，频率位移称为拉曼
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