红外光谱、拉曼和紫外作业.docx

红外光谱、拉曼和紫外作业 工业催化宋威 1.红外光谱产生的条件有哪些？ 答：产生红外光谱有两个条件：（1）只有辐射的能量 E=hν 等于两个振动能级间的能量差 ΔE时，才能产生红外吸收光谱；（2）分子振动必须伴随偶极矩的变化，即分子振动过程中能引起偶极矩的变化则有红外活性振动。 2.乙烯分子中 C=C 对称伸缩振动有无吸收峰，为什么？ 答：无吸收峰，因为乙烯的对称伸缩振动无偶极距变化。 3.乙酰乙酸乙酯有酮式和烯醇式两种互变异构体： 在极性溶剂水中，哪个异构体占优势；在非极性溶剂己烷中，哪个异构体占优势；并说明原因。 答：在极性溶剂水中，乙酰乙酸乙酯酮式占优势，在非极性溶剂己烷中，乙酰乙酸乙酯烯醇式占优势。 原因：乙酰乙酸乙酯分子重排后，形成的烯醇式结构存在分子内氢键，构成环状结构，稳定性增加，因此在非极性溶剂中烯醇式结构的含量较大；而在极性介质中特别是含活泼氢的极性介质中，其活泼氢与酮式结构的羰基氧易于形成分子间氢键，比亚甲基上的氢竞争羰基氧形成氢键的能力强，导致分子内氢键形成能力较小，从而使亚甲基上的氢重排能力减弱，因而，互变平衡有利于向酮式方向移动，使其烯醇式结构明显减少。 4.试说明采用什么方法可以区别 n－π*和 π－π*跃迁类型。 答：用不同极性的溶剂溶解待测物质，扫描紫外—可见吸收光谱，根据 λmax 红移还是兰移的方法可以区别 n→π*和 π→π*跃迁类型。溶剂极性越大，n→π*跃迁向短波方向移动，π→π* 跃迁向长波方向移动。 5.某化合物 C5H10O2(M=102)根据下列谱图解析此化合物的结构，并说明依据。 解： 解： 不饱和度 U=5-10/2+1=1 IR 解析 波数/cm-1 归属 2977 饱和碳氢 C—H 伸缩振动 1740 酯 C=O 伸缩振动 1473 酯 C=O 伸缩振动 1387 CH3 变形振动 1202 C—O—C 伸缩振动 1168 C—O—C 伸缩振动 MS 解析 m/z 离子 43 (M—COCH3)+ 59 (M—OCOCH3)+ 71 87 (M—CH3)+ 102 M+· 结构式 CH3 CH CH3 O O C CH3 6.某化合物 C3H7NO2，试根据如下谱图推断其结构，并说明依据。 不饱和度 U=3+（1-7）/2+1=1 IR 解析 波数/cm-1 归属 3349 仲胺 N—H 伸缩振动特征峰 2953 饱和碳氢 C—H 伸缩振动 νC—H 1704 羰基伸缩振动 νC=O 1543 N—H 变形振动吸收峰 1363 甲基对称变形振动 δS（CH3） 1271,1004 C—O—C 伸缩振动 642 N—H 变形振动吸收峰 结构式 CH3 NH O C O CH3 7.某化合物 C3H6O2，根据下列谱图解析此化合物的结构，并说明依据。 解： 不饱和度 U=3-6/2+1=1，可能含有 C=O 或 C=C IR 解析 波数/cm-1 归属 3400 O—H 伸缩振动 2899 —CH2 或—CH3 的 C—H 伸缩振动峰 1724 C=O 伸缩振动吸收峰 1359 甲基对称变形振动，说明含有异丙基 1088 C—O 伸缩振动峰 结构式 O CH3 C CH2 OH 8.如何判别分子的拉曼或红外活性。 答：（1）凡具有对称中心的分子，红外和拉曼活性是相互排斥的，若红外吸收是活性的则拉曼散射是非活性的，反之亦然； （2）不具有对称中心的分子，其红外和拉曼活性是并存的； （3）少数分子的振动其红外光谱和拉曼光谱都是非活性的，即既没有偶极矩变化，也不产生极化率的变化。 9.化合物 C8H8，根据拉曼光谱图（图 9-2）回答问题。 图 9-2 C8H8 的拉曼光谱图 （1）该化合物是饱和化合物还是不饱和化合物？ （2）3063cm-1 和 3011cm-1 谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式？ （3）1631cm-1 谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式？ （4）1001cm-1 谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式？ 解： （1）不饱和度 U=8-8/2+1=5，故为不饱和化合物； （2）不饱和C—H 伸缩振动； （3） 不饱和度U=8-14/2+1=2IR解析波数/cm-1归属2983，2938，2841C 不饱和度 U=8-14/2+1=2 IR 解析 波数/cm-1 归属 2983，2938，2841 C—H 伸缩振动 1484，1379，1338 C—H 面内变形振动 1278 1072 887 C—H 变形振动 779 1H NMR 解 峰号 δ 积分 裂分峰数 归属 推断 a 0.95 3H 3 CH3 析 b 1.5 2H 4 CH2 c 2.1 结构式 11.已知某化合物在己烷中的最大吸收波长为 327nm；在水中的