《紫外及红外习题》ppt课件.ppt

紫外及红外习题,1、（5分）下列化合物各具几种类型的价电子？在紫外光照射下发生哪几种类型的的跃迁？请列表说明 乙烷 碘乙烷 丙酮 丁二烯 苯乙烯 苯乙酮,2、（5分）作为苯环的取代基，－NH3+不具有助色作用－NH2却具有助色作用；－OH的助色作用明显小于－O-试说明原因答：∵助色作用是由ｎ→π*产生，助色团至少要有一对非键n电子，才能产生助色作用，－NH2含有一对非键电子，而形成－NH3+时，非键电子消失，助色作用也随之消失 ∵－O-比－OH中的氧原子多了一对非键电子，所以其助色作用更明显3、（5分）紫罗兰酮有两种异构体，α异构体紫外吸收峰在228nm（κ＝14000L·mol-1·cm-1），β异构体的紫外吸收峰在296nm（κ＝11000L·mol-1·cm-1），指出这两种异构体分别属于下面哪一种结构，为什么？,吸收系数和波长同时变化,4、（5分）某有机物组成为C4H8O，并且在光程长为1cm的样品池中，95mg该物质在100mL 95%乙醇中的吸光度为0.23，最大吸收波长为293nm，试判断有机物可能的结构类别解：由朗-比定律：A=εbc ε =17.4L·mol-1·cm-1 弱吸收 结合最大吸收波长，化合物中含有羰基，化合物应为醛或酮。

5、（10分） K2CrO4的碱性溶液在372nm处有最大吸收，若碱性K2CrO4溶液的浓度c＝3.00×10-5mol·L-1，吸收池厚度为1.0cm，在此波长下测得透光率为71.6%计算： （1）该溶液的吸光度； （2）摩尔吸收系数； （3）若吸则池厚度为3cm，则透光率为多大？,解：（1） （2） （3）,,,,,,,,6、（10分）已知丙酮的正己烷溶液的两个吸收峰 138nm 和279nm 分别属于л→л*跃迁和n→л*跃迁，试计算л、n、л*轨道间的能量差，并分别以电子伏特（ev），焦耳（J）表示解：对于л→л*跃迁， λ1＝138nm＝1.38×10-7m 则ν＝σC＝C/λ1 =3×108/1.38×10-7=2.17×1015s-1 则E= hv =6.62×10-34×2.17×1015=1.44×10-18J E= hv =4.136×10-15×2.17×1015＝8.98ev,对于n→л*跃迁，λ2＝279nm＝2.79×10-7m,,则ν＝ σ C＝C/λ1=3×108/2.79×10－7=1.08×1015s-1 则E=hv=6.62×10-34×1.08×1015=7.12×10-19J E=hv=4.136×10－15×1.08×1015＝4.47ev,n、π轨道能量差:,E(л→л*)-E(n→л*) =7.28×10-19J =4.51ev,λmax计算,1、（10分）羧基（－COOH）中C＝O、C－O、O－H等键的力常数分别为12.1N·cm-1、7.12N·cm-1和5.80N·cm-1，若不考虑相互影响，计算： （1）各基团的伸缩振动频率； （2）基频峰的波长与波数； （3）比较ν（O－H）与ν（C－O），ν（C＝O）与ν（C－O），说明键力常数与折合原子质量对伸缩振动频率的影响。

解：Ar（H）=1，Ar（O）=16，Ar（C）=12 （1）,,,,（2）,,,,,,,,,,,2、（5分）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3、（5分）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，说明原因答：酰氯，酸，酯，醛，酰胺4、（10分）谱图解析——己醛（C6H12O）,己醛 你能将醛基的红外吸收峰分辨开来吗？,,3420cm-1, 是C=O在1727cm-1处的倍频峰这是C-H伸缩振动区2955cm-1,-CH3反对称伸缩振动峰2931cm-1,-CH2反对称伸缩振动峰2865cm-1,-CH3对称伸缩振动峰2861cm-1,-CH2对称伸缩振动峰2820cm-1, -CHO伸缩/弯曲（二者之一），由于费米共振，1390cm-1的倍频峰裂分成两个峰，但是高频处的一个峰往往会被C-H伸缩峰掩盖。

2717cm-1, -CHO伸缩/弯曲（第二个）一般波段范围：2735±15cm-1这个峰不会被C-H伸缩振动峰覆盖，这个峰与C=O伸缩振动峰（1727cm-1)同时出现是醛的一个很好的证据1727cm-1, C=O伸缩振动峰这个峰的位置是醛的特征峰共扼会使伸缩振动峰向低频方向移动1467cm-1,-CH3反对称弯曲振动峰1455cm-1,-CH2剪刀弯曲振动峰1407cm-1,-CH2剪刀弯曲振动峰，由于羰基的共扼作用，这个弯曲振动峰在低频位置出现1390cm-1,-CHO弯曲振动峰，一般范围：1395±10cm-1这个峰的倍频峰是醛基C-H伸缩振动峰的费米共振1379cm-1,-CH3伞形振动峰指纹区：与标准谱进行比较，能得出明确的答案727cm-1,-(CH2)4摇摆振动峰，必须4个或4个以上CH2连在一起5、（5分）谱图解析—1-己醇（C6H14O）,1-己醇 你能分辨哪些峰是OH峰？（提示：与己烷谱图比较）,,3334cm-1, -OH的伸缩振动峰，一般波数范围：3350±10 cm-1这是一个很特征的OH峰，由于氢键的存在，所有OH峰均比较宽2960cm-1, -CH3反对称伸缩振动峰。

2931cm-1,-CH2反对称伸缩振动峰2870cm-1, -CH3对称伸缩振动峰2861cm-1, -CH2对称伸缩振动峰1468cm-1, -CH3反对称弯曲振动峰1455cm-1,-CH2剪刀弯曲振动峰1430cm-1,-OH弯曲振动峰，一般波数范围：1400± 100cm-1，这个宽峰被CH弯曲模式峰掩盖1379cm-1,-CH3伞形弯曲振动峰指纹区：与参考谱图比对，即能给出定性结论1058cm-1,-C-O伸缩振动峰，与C-C伸缩振动是反对称的，一般波数范围： 伯醇：1050±25cm-1 仲醇：1125±25cm-1 叔醇：1150±50cm-1,,,,,,,,725cm-1, -(CH2)4摇摆振动峰，只有在4个和4个CH2存在时才有这个摇摆振动峰660cm-1,-OH摇摆振动峰，这是由于OH基团的存在的另外一个宽峰6、（5分）谱图解析——1-己烯（C6H12）,1-己烯 你能分辨出哪一个峰是双键峰？（提示：与己烷峰比较即可得出结论）3080cm-1, 是＝CH2反对称伸缩振动峰在3000cm-1以上有吸收峰，表面有不饱和基团存在（双键或炔烃或芳烃）2997cm-1, =CH2的对称伸缩振动。

一般来说，反对称伸缩振动吸收峰的频率要高于对称伸缩振动的频率2960cm-1，是CH3的反对称伸缩振动峰2924cm-1, CH2的反对称伸缩振动峰2870cm-1, 是CH3的对称伸缩振动2861cm-1，是CH2对称伸缩振动峰1821cm-1（红色），是=CH2面弯曲振动，这是909cm-1处的基频峰的倍频峰（灰色），倍频峰的吸收强度要比基频峰弱得多1642cm-1是C=C伸缩振动，一般来说，1640±20cm-1是顺式和乙烯基的伸缩振动峰的位置;1670±10cm-1是反式、叔碳、季碳取代的双键伸缩振动峰的位置反式-2-己烯只有一个很弱的吸收峰，这是因为内双键伸缩仅会导致偶极矩的微小变化（近似于对称的情况）1466cm-1,CH3的反对称弯曲振动1455cm-1,CH2剪刀弯曲振动1379cm-1，CH3的伞形弯曲振动峰指纹区：与参考谱图对比，即可以定性归属样品注意：该谱图中没有720cm-1的CH2的摇摆振动吸收峰（一般只有4个或4个以上的CH2存在时才出现720cm-1的峰）993cm-1,是=CH2的面扭曲振动，只有单取代或反式双键有此振动，该振动峰必须有两个反式的H存在；顺式双键有一个不同的面弯曲振动峰。

909cm-1，是CH2面弯曲振动峰，只有端基带两个氢的双键才有这个吸收峰指纹区：与参考谱图对比即可对该化合物进行定性注意：没有720cm-1的摇摆峰，因为该峰的出现必须4个和4个以上的CH2连在一起7、（10分）苯乙酮（C8H8O）,,,,8、（10分） 2,3-二甲基丁烷(C6H14 ),2,3-二甲基丁烷 与正己烷相比，这两个化合物均有CH3和CH2基团；而环己烷却仅有CH2基团2962cm-1,CH3反对称伸缩振动（仅显示两个简并反对称伸缩振动模式之一）2880cm-1,CH3基团的伸缩振动注意：这里没有CH2基团的吸收峰，因为该分子中没有CH2基团1460cm-1，是CH3的反对称弯曲振动峰（仅显示两个简并模式中的一个）1380和1365cm-1，是CH3”伞“形弯曲振动峰，在正己烷中，这是一个单峰；在2,3-二甲基丁烷中，两个CH3基团联在同一个季碳上，这个峰就裂分成双峰，表明有叔－丁基基团存在指纹区：在这个区域与标准谱比较即可对该样品定性，注意这个样品没有720cm-1的CH2的摇摆振动峰。