聚合物性能表征与测试知识点总结汇编.docx

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聚合物性能表征与测试知识点总结汇编

聚合物性能表征与测试知识点总结

第二章：

红外光谱

一、填空题

1、分子内部的运动方式有三种，即：

、和，相应于这三种不同的运动形式，分子具有能级、能级和能级。

电子相对于原子核的运动，原子在平衡位置的振动，分子本身绕其中心的转动，电子，振动、转动

2、在中红外光区中，一般把4000-1350cm-1区域叫做，而把1350-650区域叫做。

特征谱带区，指纹区

3、在朗伯—比尔定律I/Io=10-abc中,Io是入射光的强度,I是透射光的强度,a是吸光系数,b是光通过透明物的距离,即吸收池的厚度,c是被测物的浓度,则透射比T=_________,百分透过率T%=______,吸光度A与透射比T的关系为__________________。

I/Io__________I/Io×100%_____,_-logT_

4、红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收，则要满足两个条件：

（1）________________________________________________，

（2）_______________________________________________。

（1）辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等

（2）辐射与物质之间有耦合作用。

1.红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱，必须有分子偶极矩的变化。

只有发生偶极矩变化的分子振动，才能引起可观测到的红外吸收光谱带，称这种分子振动为（），反之则称为（）。

红外活性的、红外非活性的。

2.红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法、扫描电镜的英文字母缩写分别是（）、（）、（）、（）。

IR、GPC、DSC、SEM

1.产生红外吸收的条件是激发能与分子的振动能级差相匹配，同时有偶极矩的变化。

（）

2.所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。

（）

1.分子的振-转光谱是连续光谱。

（）X

3.电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括（）、（）和（），统称为光学光谱。

4.紫外线、可见光、红外线。

5.伸缩振动：

键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。

某一化合物分子式为C8H8O，其红外光谱图如下。

试写出其结构式。

已知一些基团的红外特征吸收峰数据：

化合物类型基团    波数     强度     备注

芳烃      苯   3040～3030  m    高分辨呈多重峰（一般为3～4个峰）,特征峰.

苯环骨架振动1600～1430可变高度特征峰.

苯环中C-H振动900～690s特征峰,确定取代基位置.

酮α,β不饱和酮1695～1680s

芳香酮1695～1680s

1220～1280m

链状烷烃-CH31350～1490m

解：

①U=（2+2*8-8）/2=5（可能含有苯环）

　　②特征区第一强峰为1685cm-1，为羰基峰，需仔细研究是何种羰基化合物。

先否定，在3000cm-1以上无宽峰可否定羧酸；分子式中不含氮、氯可否定酰胺、酰氯；在～2800cm-1处无醛氢峰，可否定醛。

否定后，肯定该化合物为酮根据不饱和度大于4，可能为芳酮。

　　③苯环的特征吸收有：

芳氢伸缩振动3000cm-1左右有吸收峰；苯环骨架振动1600cm-1、1580cm-1及1450cm-1有吸收峰，加上不饱和度大于4，可以确定有苯环存在。

根据760cm-1、690cm-1两强峰，结合分子式可确定苯为单取代。

　　④在1430cm-1、1360cm-1有甲基的峰。

　　可以初步断定该化合物可能为苯乙酮。

14.简述影响红外吸收谱带的主要因素。

答：

红外吸收光谱峰位影响因素是多方面的。

一个特定的基团或化学键只有在和周围环境完全没有力学或电学偶合的情况下，它的键力常数k值才固定不变。

一切能引起k值改变的因素都会影响峰位变化。

归纳起来有：

诱导效应、共轭效应、键应力的影响、氢键的影响、偶合效应、物态变化的影响等。

15.红外测试样品需尽可能把游离水驱除干净。

含游离水样品的红外谱图中在

16.哪两个波数范围会出现吸收峰?

答:

把样品放入110℃烘箱中干燥至少2小时，并抽真空；含游离水样品的红

外谱图在3000-3800cm-11590-1690cm-1存在吸收峰。

17.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。

答：

定性分析的基本依据是红外吸收带的波长位置和吸收谱带的强度。

定性分析的过程：

（1）试样纯化；

（2）了解试样的来源及性质和其他实验资料；（3）制样，记录红外吸收光谱；（4）谱图解析；如下例：

（5）和标准谱图对照。

18.何谓“指纹区”？

它有什么特点和用途？

答：

是由于C-C、C-O、C-X单键的伸缩振动以及分子骨架中多数基团的弯曲振动而产生的吸收光谱，非常复杂，如同人的指纹一样，没有两人完全一样。

只要在化学结构上存在微小的差异（如同系物、同分异构体和空间异构体），在指纹区的吸收都有明显的不同，所以，“指纹区”对化合物的鉴别很有用。

19.一种化合物含有两个基团与各含一个基团的两种化合物的混合物，其红外谱图有大的差别吗？

为什么？

答：

若该化合物中的两个基团是孤立的，通常两种测试样品的红外谱图没有大

的差别，因此测试红外光谱时应尽可能把样品的各组份完全分离后测试。

20.如何区分红外谱图中的醇与酚羟基的吸收峰？

答：

它们的吸收峰的峰位不同。

酚羟基在3610cm-1和1200cm-1存在吸收峰，醇

羟基则分别在3620-3640和1050-1150cm-1范围内存在吸收；而且含酚羟基的物

质存在苯环的特征吸收峰。

21.分别指出谱图中标记的各吸收峰所对应的基团?

答：

3250–含氢键的O-H.伸缩振动，2820–可能是醛的C-H，1690–对应C=O

但存在共轭，3120和1200—分别是芳香族C-H和酚C-O吸收带，1600&1500

对应芳香核，780和720对应取代基定位峰。

22.含苯环的红外谱图中，吸收峰可能出现在哪4个波数范围?

答：

3000-3100cm-1；1660-2000cm-1；1450-1600cm-1；650-900cm-1

23.影响红外光谱吸收峰位置的主要因素有哪些？

答：

成键轨道类型，诱导效应，共轭效应，键张力，氢键，振动的耦合，不同

物态等。

24.解释红外光谱图的一般程序是什么？

答：

运用红外光谱解谱的四要素，分析吸收峰对应的基团；若是单纯物质可对

照SADLTER标准图谱；还可查该物质相应发表文献的红外光谱信息。

25.为什么红外光谱吸收峰强度相等时对应的基团含量可差别很大？

答：

不同的基团的极性差别较大，能级跃迁时光子效率不同，因此即使红外光谱的吸收峰强度相等，对应基团的含量可差别很大。

第四章：

紫外光谱

1、饱和碳氢化合物分子中只有键，只在产生吸收，在200-1000nm范围内不产生吸收峰，故此类化合物在紫外吸收光谱中常用来做。

σ键，远紫外区，溶剂

2、在有机化合物中,常常因取代基的变更或溶剂的改变,使其吸收带的最大吸收波长发生移动,向长波方向移动称为___________,向短波方向移动称为___________。

红移_________,___蓝移_

3、紫外吸收光谱分析可用来进行在紫外区范围有吸收峰的物质的__________及_________分析。

检定、_结构

4、在紫外光谱中，随溶剂极性增加，R带_____移，K带_______移

蓝_____红

6.蓝移：

当有机化合物的结构发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长或位置（λ最大）向短波方向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝”）。

二简答

1．何谓助色团及生色团？

试举例说明．

解：

能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用．

当在饱和碳氢化合物中引入含有p键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团成为生色团．例如，CH2CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区．电子跃迁有哪几种类型？

哪些类型的跃迁能在紫外及可见区吸收光谱中反映出来？

答：

电子跃迁主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为：

n→π＊<π→π＊

26.何谓生色基团及助色基团？

试举例说明。

答：

生色团：

最有用的紫外—可见光谱是由π→π＊和n→π＊跃迁产生的。

这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。

这类含有π键的不饱和基团称为生色团。

简单的生色团由双键或叁键体系组成，如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C㆔N等。

助色团：

有一些含有n电子的基团（如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等），它们本身没有生色功能（不能吸收λ>200nm的光），但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用，增强生色团的生色能力（吸收波长向长波

27.举例说明紫外吸收光谱在分析上有哪些应用。

答：

（1）定性分析：

εmax：

化合物特性参数，可作为定性依据；有机化合物紫外吸收光谱：

反映结构中生色团和助色团的特性，不完全反映分子特性；计算吸收峰波长，确定共扼体系等；甲苯与乙苯：

谱图基本相同；结构确定的辅助工具；

（2）定量分析：

依据：

朗伯-比耳定律：

吸光度：

A=εbc。

有机化合物结构的辅助解析。

（3）可获得的结构信息.如：

（1）200-400nm无吸收峰。

饱和化合物，单烯。

（2）270-350nm有吸收峰（ε=10-100）醛酮n→π*跃迁产生的R带。

（3）250-300nm有中等强度的吸收峰（ε=200-2000），芳环的特征吸收（具有精细解构的B带）。

（4）200-250nm有强吸收峰（ε≥104），表明含有一个共轭体系（K）带。

共轭二烯：

K带（~230nm）；−β,α不饱和醛酮：

K带~230nm，R带~310-330nm，260nm,300nm,330nm有强吸收峰，3,4,5个双键的共轭体系

28.紫外光谱常用来鉴别哪几类有机物？

答：

普通紫外光谱用来鉴别具有共轭双键、电荷迁移跃迁和配位场跃迁的物质。

但紫外光谱常作为辅助的鉴别手段。

29.异丙叉丙酮有两种异构体：

CH3-C（CH3）＝CH-CO-CH3及CH2=C（CH3）-CH2-CO-CH3。

它们的紫外吸收光谱为：

（a）最大吸收波长在235nm处，εmax＝12000；（b）220nm以后没有强吸收。

如何根据这两个光谱来判别上述异构体？

试说明理由。

解：

（a）是CH3-C（CH3）＝CH-CO-CH3。

（a）含共轭双键，导致吸收峰红移，其吸收强度也显著增加。

而（b）中无共轭双键，在220nm后无吸收。

2．有机化合物的紫外吸收光谱中有哪几种类型的吸收带？

它们产生的原因是什么？

有什么特点？

解：

首先有机化合物吸收光谱中，如果存在饱和基团，则有s→s*跃迁吸收带，这是由于饱和基团存在基态和激发态的s电子，这类跃迁的吸收带位于远紫外区．如果还存在杂原子基团，则有n→s*跃迁，这是由于电子由非键的n轨道向反键s轨道跃迁的结果，这类跃迁位于远紫外到近紫外区，而且跃迁峰强度比较低．如果存在不饱和C=C双键，则有p→p*,n→p*跃迁，这类跃迁位于近紫外区，而且强度较高