红外光谱分析习题解答Word文档格式.docx

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红外光谱分析习题解答Word文档格式.docx

【教材P®

公式（10・6）系数为1370有误】

2993V

1307丿

H—CI键的键力常数

A/】+M2

35.453x1.0079

%35.3453+1.0079

=5AN-cm

3、解：

依照上题的计算公式

|k（M[+M?

）

将k=9Ncm1,Mh=,Mf二代入可计算得到HF的振动吸收峰频率为4023crrv】。

4、解：

2•戊酮的最强吸收带是按基的伸缩振动（c=O）,分别在极性溶剂95%乙醇和非极性溶剂正己烷中.其吸收带岀现的频率在正己烷中位于较高处。

原因是乙醇中的醇疑基可以与戊酮的規基形成分子间氢键，导致按基的伸缩振动频率向低波数方向移动。

而正己烷不能与戊酮形成分子间氢键*

判断法则为：

若振动前后引起偶极矩的变化的，是具有红外活性的，否则为非红外活性的。

因此具有红外活性是：

（b）（c）

（e）,非红外活性（a）（d）（f）o

6、解：

线性分子CS2,理论上计算其基本振动数为：

3N-5=4.其具体振动形式如下:

具有红外活性的有：

（b）（c）（d），其中（c）（d）振动吸收的频率一样。

7、解：

根据分子式计算该化合物的不饱和度:

0-8

~2~

其红外吸收峰分别说明:

3020cm'

=C-H不饱和化合物，含有双键

2900cm*1

C-H饱和烷基

1690cm*1

c=o共轨的按基，占有一个不饱和度

1620cm-1

c=c共觇双键，占有一个不饱和度

从紫外吸收

max=104说明，此跃迁是由产生的。

因此可能有如下结构:

（1）:

母体基数215nm

••烷基取代0Onm

计算值215nm

（2）:

-烷基取代112nm

计算值227nm

因此该化合物为

（2）

8、解:

在影响基团频率的因素中，由于取代基具有不同的£

呀眉冠过静电诱导效应I,引起分子中电子分布的变化，改变了键的力常数，使得键或基团的特征频率发生位移。

当有电负性较强的元素与按基上的碳原子相连时，由于诱导效应，就会发生从氧上的电子转移：

CI导致c=o键的力常数变大，因而使的吸收向髙波数方向移动。

元素的电负性越强，诱导效应越强。

吸收峰向高波数移动的

程度越显著。

因此,

RiC

五个中C=0伸缩振动频率最髙的是：

9、解：

在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中，都有与C=0相连的含孤对电子基团，它们对C=0的影响主要是通过诱导和中介这两个相对的效应实现的。

当有电负性较强的元素与按基上的碳原子相连时，由于静电诱导效应I,使C=0中氧原子上的电子向碳原子转移，导致00键的力常数变大，从而使c=o吸收向高波数方向移动，并且元素的电负性越强，诱导效应越强，00吸收峰向髙波数移动的程度越显著。

中介效应M源于含孤对电子基团上的孤对电子与C=0上电子发生重叠，使它们的电子云密度平均化，造成C=0键力常数下降，使C=0的吸收频率向低波数移动。

对同一基团来说，若诱导效应I和中介效应M同时存在，则振动频率最后位移的方向和程度，取决于这两种效应的净结果。

因此，不考虑其它因素条件影响，在酸、醛、酯、酰卤和酰胺类化合物中，出现C=0伸缩振动频率的大小顺序为：

酰卤酸酯醛酰胺。

10、解:

HN=C

（I）（II）

比较结构（I）和（1【）可知，3330cm'

1和2600cm-】处的锐陡带应分別源于结构（II）中的n_h和c=o。

这也可以从该材料在2300cm'

1和36005-1处无吸收看岀，因为2300cm1和3600cm"

处的吸收分别对应一C三N和一OH。

因此结构（II）更可能为该材料的结构组成。

口、解：

芳环c-h面外弯曲振动位于goo-esocm-1范围。

出现12条强吸收带。

谱带位置及数目与苯环的取代情况有关，如下表所示，利用此范用的吸收带可判断苯环上取代基的相对位置。

芳桧的C-H面外弯曲振动（cm1）

类型

犬土C-H

5个氢取代（单取代）750（s）,700（s）

4个邻接的氢（邻二取代）e

770735（s）

2个邻接的氢（对二取代）860800（s）

上表中s代表单峰。

因此：

化合物A吸收带在767cm1和629cnY】处间位

化合物B吸收带在792cm"

1处对位

化合物C吸收带在724cm"

1处邻位

12、解：

根据苯环中C-H面外弯曲振动吸收峰在900600cm"

1区域内的特征，C7H7Br在801cnf】有一单吸收带，说明苯环为对位取代，则该化合物为对浪甲苯。

13.解：

根据苯环中C—H而外弯曲振动吸收峰在900600cm-1区域内的特征，该氯苯在900cm，丄和690cm"

间无吸收带，说明苯环上所有的氢都被氯取代了，因此该化合物为六氯苯。

14.

解：

15、解：

烧类化合物的C—H伸缩振动在33002700cm"

1范围，不饱和怪C-H位于高频端，饱和坯C-H位于低频端。

通常三C—H,=C-H及芳绘C—H的伸缩振动大于3000cm-1,饱和C-H伸缩振动小于3000cm^

16、解:

-CHs中C-H

as296015cm-1,s287015cm1

RCH=CH2中C-H

as约为30953075cm七s30403010cm"

三C-H中C-H

s约为3300cm*1

-CHO中C-H

s位于28502720cm1

在影响基团频率的因素中,

共辘效应使共牠体系具有两而性，且使其电子云密度平均化，造成双键略有伸长，单键略有缩短,

因此双键的吸收频率向低波数方向位移。

较大共辄效应的苯基与C=o相连，一共辄效应致使苯甲醛（a）中较乙醛中C=。

降低405-1。

对二氨基苯甲醛分子（b）中，对位推电子基二甲氨基的存在，使共辘效应增大，C=O极性增强，双键性下降，c=。

较苯屮醛向低波数位移近30cm七

17.解：

烯婭的面外弯曲振动位于1000-670cm-S单峰或多峰吸收带，容易识别，可用于判断烯烧的取代情况。

烯坯为HRC=CRH结构时，英顺反异构体分别在690cm-】，970cm1出现吸收，

烯绘为RCH=CH2结构时，在990cm-1和910cm•丄出现两个强峰。

对于丁二烯（1,3）均聚化合物可能存在以下三种结构：

■

出"

—ch2h

—（

•c——

c——c

HH2C-

——ch2

h2c——

CH?

结合题中所给的红外光谱图，可以识别A,B,C的键结构分别为:

18、解：

3620cm1处的吸收是游离OH的伸缩振动，而3450cm'

1处的吸收是由于形成了氢键，吸收波长向长波方向移动形成的。

在CCb稀溶液中只能形成分子内氢键，不易形成分子间氢键。

从下而结构可以看出，只有顺式环戊二醇可以形成分子内氢键，所以在CCb稀溶液中，顺式环戊二醇会在3450cm-1处出稣，而反式环戊二醇则不出现。

■…OHOH

顺式1,2■环戊二醇反式匕2■坏戊二醇

19.解：

分子式为C4H5N,不饱和度：

C=“4+1+——=4+1+=3

红外谱图：

2260cm1为c=N伸缩振动，可能存在一C^N（两个不饱和度）

3000cm'

1左右为=C-H伸缩振动，结合1647cm'

1认为化合物存在烯基（一个不饱和度）

990cm-1,935cm1分别为RCH=CH2反式烯氢的而外弯曲振动以及同碳烯氢的而外弯曲振动。

该化合物结构为：

ch2=ch-ch2-cn

20、解：

分子式为CsHuOj,不饱和度:

—+宀2

从红外光谱上得到如下信息:

/cm1

基团的振动类型

结构单元

3000

1370

—CH3中的C-H

—CH3中的S

-CH3

1825

1758

非对称和对称c=0耦合

c=o

1465

755

—CH3，—CH2的s（剪切振动）'

平而摇摆振动

-ch2-

、、c，叮

H2J

1040

•••

CC0CC伸缩振动

II1

C——C——0——C——c

从上述信息可以看出，该化合物中含有：

C—

o^c

—C,一CH,—CH2—结构单元，1370cm-1处一CH3中的

收蠅未发生分裂，说明无异丙基或叔丁基存在，有三种可能的结构形式:

对于结构单元,

CH2平而摇摆振动位于800700cm-\弱吸收带。

对于

无其它谱带干扰的烧类化合物，可用此范用的谱带判断n的数目。

n：

1234

722

CH2（cm-1）785770743734729726725

【有机波谱分析孟令芝武汉大学岀版社2003,p232]

根据谱图信息，结合以上分析，该化合物结构可能为（a）

h2h2IIIIh2h2

H3C—c—c—c—o—c—c—c—ch3

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