第 6 章红外光谱法【6-1】 红外光区可划分为几个区域？它们对分析化学的重要性如何？【6-2】 从原理、仪器构造和应用方面，比较红外光谱法与紫外 -可见吸收光谱法有何异同？【6-3】 简述红外光谱产生的条件答：⑴照射光的能量E=hv等于两个振动能级间的能量差 AE时，分子才能由低振动能级 E1跃迁到高振动能级E2即AE= 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6-4】 大气中的02, N2等气体对测定物质的红外光谱是否有影响，为什么？答：大气中的2, N2等气体对测定物质的红外光谱没有影响因为在测定物质的红外光谱时，只有 能产生红外吸收峰的物质才会有影响按照对红外光谱吸收峰产生条件，具有偶极距变化的分子振 动是红外活性振动，而Op N2等气体在分子振动时并不产生偶极距变化，无红外吸收峰因此，大气中的02, N2等气体 对测定物质的红外光谱没有影响6-5】CS2是线性分子，①试画出它的基本振动示意图；②指出哪些振动是红外活性的；③若双键的力常数为10N/cm,试计算它的伸缩振动吸收峰的频率解：①CS2振动形式如下图所示一 S—C-S — | |-—S—c—S_ s=「s② 其红外吸收光谱图上只出现两个吸收峰，其理论振动数应为峰， 4个。
4种振动形式之所以只有两个 因为：一是对称伸缩振动的偶极矩不发生变化，二是其中两种振动方式频率相同，发生简并③ 1394cm-16-6】 什么条件下可用谐振子模型来进行振动带频率的计算？【6-7】 根据下列键的力常数，计算各化学键的基本振动频率( cm-1)：(1) C-H 键 k=50.7N -cm-1;(2) C=0 键 k=12.06N -cm-1;(3) C=C 键 k=9.77N -cm-1;(4) CAN 键 k=17.5N -cm-io解：(1) 3054cm-1; (2) 1728cm-1; (3) 1663cm-1; (4) 2145cm-16-8】 某个基团的伸缩振动波长为 6.7八5,计算其波数解：1493cm-i°【6-9】 某环的骨架振动在 1600cm-i,1500cm-i和1450cm-i处有红外吸收，分别计算其对应的波长解：6.25 八m, 6.67 pm, 6.90 呵6-10】 指出下列振动是否具有红外活性1) CH3 — CH3中的C— C伸缩振动CH3 — CC13中的C—C伸缩振动H⑶(5) (6)®H⑺ (8)答：具红外活性者：(2) (4) (6) ( 7)；无红外活性者：(1) (3) (5)(8)(1) 3700~3100cm-1(4) 1680~162cm-1-1(2) 2500~2000cm-(5) 1600~1500cm -1-1(3) 1900~1650cm-解：⑴O-H的伸缩振动；⑵C-C的伸缩振动;⑶C=O的伸缩振动；(4)C=C 的伸缩振动；(5)芳环的骨架振动或-NO?的不对称伸缩振动。
OO 【6-12】 羰基化合物 -', ■■R — C — R R — C ——Cl//OR — C — F中，伸缩振动频率出现最高者是什么化合物?O 答： ■■F —C — FO O O O排序： ■； > . >.■ Cl R—C —【6-13】 下面两个化合物中，哪一个化合物吸收带岀现在鮫高频率？为什么?6-11】 什么是基团振动频率？哪一类基团的何种振动方式在下来了范围内产生红外吸收?ch3答：(a)中’c£较高在(b)中N上有孤对电子,6-14】 计算下列分子的不饱和度，并说明所含化学键类型1）C6Hio （2） C9H12O （3） C9H10O2 （4） C8H7N（5） C8H17NO答：（1） U=2,分子中可能含有的化学键类型为两个双键或一个三键；（2） U=4，含有一个苯环；（3） U=5，含有一个苯环和一个双键；（4） U=6，含有一个苯环和两个双键；（5） U=1，含有一个双键6-15】 请比较色散型红外光谱仪与紫外可见分光光度计的主要部件，指出两种仪器最基本的区 别是什么？请说明原因答：色散型红外分光光度的结构和紫外一可见分光光度计大体一样 ，也由光源、吸收池、单色器、检测器以及记录显示装置组成。
两者最基本的一个区别是，前者的吸收池是放在光源和单色器之间， 后者则是放在 单色器的后面6-16】 简述傅里叶变换红外光谱仪（FTIR ）的工作原理，并指出FTIR的主要优点答：（1 ）工作原理：仪器中迈克耳逊干涉仪的作用是将光源发出的光分为两束后 ，再以不同的光程差重新组合，发生干涉现象当两束光的光程差为 "2 的偶数倍时，则落在检测器上的相干光相互叠加 ，产生明线，其相干光强度有极大值； 相反,当两光束的光程差为 "2 的奇数倍时，则落在检测器上的相干 光将互相抵消，产生暗线，相干光强度有极小值由于多色光的干涉图等于所有各单色光干涉图的加合 ，故得到的是具有中心极大，并向两边迅速衰减的对称干涉图2）主要优点：扫描速度极快，具有很高的分辨率，灵敏度高，测定精度高9-17】 简述迈克尔孙干涉仪的工作原理9-18】 举例说明是哪些因素决定（1）色散型和（2） FTIR 光谱仪的光谱分辨率？【9-19】 红外光谱仪对试样有哪些要求？答：（1）试样应为纯物质” （＞98%）通常在分析前，样品需要纯化；对于GC-FTIR则无此要求2） 试样不含有水（水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗） ；（3） 试样浓度或厚度应适当， 以使大多数吸收峰的透射比在合适范围内（ 10%-80% ）。
9-20】 某结晶试样，不是羟乙基代氨睛（I ）,就是亚胺恶唑烷（n ）,I : N 三 C—NH： ——CH — CH2OHII : HN =CH—NH——C——CH2 ——IIO其红外谱图上尖锐的吸收峰带位置在 3330cm-i （3.3卩和）1600cm-i （6.25卩m）但在2300cm-i （4.35卩m）或 3600cm-1（2.78 卩处没有吸收带根据上述试验结果判断可能是何种结构解：在3300cm-i有吸收有 N-H 存在在2300cm-i无吸收 没有CAN存在在3600cm-i无吸收 没有0-H存在由上可二结构（n ）【6-21】 从以下红外数据来鉴定特定的二甲苯:化合物A :吸收带在 767和692 cm-i处化合物 B :吸收带在 792cm-1 处 化合物 C :吸收带在 742 cm-1 处答：A:间二甲苯 B:对二甲苯C：邻二甲苯6- 分子式为6已4的化合物，其红外光谱如图，说明产生各种吸收的基团的振动形式22】cf/rm。