研究方法复习题

2025/12/27 21:39:06

电负性差别↑, 偶极矩变化 ↑,峰↑

如: ?C=O> ?C=C ; ?O-H> ?C-H > ?C-C ②分子的对称性

结构对称,振动对称,偶极矩不变,无吸收峰

红外非活性。 如:CO2的?s=0 ③振动形式

?as > ?s; ? > ? (2)能级的跃迁几率

基态跃迁到第一激发态几率大,所以基频谱带强度大。 基态跃迁到第二激发态几率小,所以倍频谱峰强度弱。 (3) 氢键:

使谱带强度增大,峰变宽。 (4)与偶极距大的基团共轭:

C=C的吸收本来很弱,但是与C=O共轭后,两者吸收峰均大大增强;C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。共轭效应使π电子离域程度增大,极化程度增大,吸收强度增加

5、聚合物红外光谱的特点?

对每个聚合物而言,每个分子包含的原子数很多,但是聚合物是由重复结构单元组成的,具有大致相同的键常数,因此振动频率接近,有些还是比较简单的。与小分子不同,还要考虑链的构象和聚集态结构,如

组成吸收带:聚合物结构单元组成,键接方式,支化交联,序列分布; 构象谱带:与链中基团构象有关,不同相态中不同。

立构规整性谱带:与链的构型有关,同一聚合物不同相态均含。

结晶谱带:结晶中相邻链间相互作用有关,与分子链的长程有序有关。

6. 红外光谱提供主要提供哪三个方面信息?

普带位置 普带强度 普带形状

7. 红外光谱图中分为哪两个区? 官能团区 指纹区

8. 红外光谱的制样方法有哪三种?

溶液注模法 热压成膜法 溴化钾压片法

???9. 从力学常数角度分析官能团对峰位置和强度的影响。 普带位置

基团(化学键)的特征吸收频率是红外光谱法的重要数据,是定性鉴别和结构分析的依据。重要的官能团如OH,NH,C=O等的强特征吸收出现在1300~4000cm-1,称为官能团吸收区,而903-1300称为指纹区,因为这部分的吸收常是相互作用的振动引起的,对不同的

样品是独特的。这一区有域主要有C-O伸缩振动的强峰。 谱带强度

谱带强度常用来做定量计算,有时也可以用来指示某个官能团的存在。例如C-H邻近有氯原子时,强度增加。谱带强度与分子振动的对称性有关,对称性越高,振动中分子偶极变化越小,谱带强度也就越弱。比如苯在1600cm-1的谱带比较弱,是由于它的振动是对称的.但取代苯庄1600cm-1附近有较强的谱带。—般来说,极性较强的基团在振动时偶极距的变化大,因此都有很强的吸收

10. 如何通过红外鉴别物质? 在红外光谱中有很多峰(谱带),分别对应于某个或某些基团的吸收,因此主要提供基团信息。在获得一个谱图后,首先要审核谱带的位置,其次是谱带的强度(峰的高度或面积),然后是谱带的宽度。这三方面都能够提供分子结构的信息。

11. 影响红外吸收峰强度的因素有哪些?

对基频峰强度主要取决于振动偶极距的变化

基频峰的强度主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小,红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。

⑴振动时偶极矩变化越大,吸收强度越强 影响偶极矩变化大小的因素 ①原子电负性

电负性差别↑, 偶极矩变化 ↑,峰↑

如: ?C=O> ?C=C ; ?O-H> ?C-H > ?C-C ②分子的对称性

结构对称,振动对称,偶极矩不变,无吸收峰

红外非活性。 如:CO2的?s=0 ③振动形式

?as > ?s; ? > ? (2)能级的跃迁几率

基态跃迁到第一激发态几率大,所以基频谱带强度大。 基态跃迁到第二激发态几率小,所以倍频谱峰强度弱。 (3) 氢键:

使谱带强度增大,峰变宽。 (4)与偶极距大的基团共轭:

C=C的吸收本来很弱,但是与C=O共轭后,两者吸收峰均大大增强;C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。共轭效应使π电子离域程度增大,极化程度增大,吸收强度增加

12. 形成官能团区的原因是什么?形成指纹区的原因是什么?

①含H基团的折合质量较小,含双键或含叁键基团的键力常数大,

大多数基团处于端基团,它们的振动受其分子剩余部分的影响小,波数较高,易于与分子其它部分的振动相区别。 -OH,-NH2,-C=O,

它们以一个或2个键与分子相连,固分子环境对基团影响较小,因而同一官能团在不

同分子中k变化不大,吸收峰出现在比较固定的范围,因而形成官能团区。 ② 分子中不含H的单键的伸缩振动及各种键的弯曲振动,由于折合质量大或键力常数

较小,所以波数处于相对低的范围,它们的波数相差较小,各吸收频率的数目较多。 各个基团间的相互连接易产生振动间的耦合作用,同时还存在着分子的骨架运动,所以产生大量的吸收峰。

且结构上的细微变化都会导致光谱的变化,这就形成了化合物的指纹吸收。 13. 对未知高分子红外谱图的鉴定主要有哪四种方法 ①将整个谱图作为分子指纹,与标准谱图作对照, ②按高分子元素组成分组分析 ③以最强峰为线索分组分析 ④按流程图分析

第4章 紫外光谱 1. 名词解释

分子吸收光谱,K带,红移,蓝移,增色效应,减色效应,生色团,助色团 分子吸收光谱:

K带:K带

由共轭体系中π→π* 产生的吸收带。例: >C=C—C=C—C=C< 。

特点:a. 吸收峰出现区域:210~250nm,即在近紫外区。 b. ε >104 。

红移:吸收峰向长波方向移动的现象叫红移。

蓝移:吸收峰向短波方向移动的现象叫蓝移,也叫紫移。

增色效应:吸收峰吸收强度增加的现象叫增色效应。

减色效应:吸收峰吸收强度减小的现象叫减色效应。

生色团:分子中产生紫外吸收的主要官能团。都是不饱和基团,含有π电子,可以发生 n

→π * 、 n →π * 跃迁。

助色团:含有孤对电子,本身不产生紫外吸收的基团,但与生色团相连时,可使生色团吸收

峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团,称之为助色团。常见助色团助色顺序为:

-F<-CH3<-Br<-OH<-OCH3<-NH2<-NHCH3<-NH(CH3)2<-NHC6H5<-O-

2. 采用什么方法可以区别n-?*和?-?*跃迁类型? 溶剂效应

(1)n-?* 跃迁,溶剂极性增加,吸收蓝移 (2) ?-?* 跃迁,溶剂极性增加,吸收红移

摩尔吸光系数 π-π*跃迁

(一般是含有双键和三键的化合物,π-π*跃迁所需的能量比ζ-ζ*跃迁小,也一般比n-ζ*跃迁小,所以吸收辐射的波长比较长,一般在200nm附近。) 摩尔吸光系数都比较大,通常在104 Lmol-1cm-1以上 ; n-π*跃迁

跃迁的几率比较小,所以摩尔吸光系数比较小,一般为10~100 ,比起π-π*跃迁小2~3个数量级。

3. 电子跃迁的类型有哪些? ζ-ζ* 跃迁

所有存在ζ键的有机化合物都可以发生的跃迁类型。跃迁所需能量最大,吸收的波长为<200nm(真空紫外)的电磁辐射。 n-ζ* 跃迁

含有杂原子(如N 、O 、S 、P和卤素原子)的饱和有机化合物,都含有n电子,会发生这类跃迁。n—ζ*跃迁所要的能量比ζ—ζ*跃迁小,所以吸收的波长会长一些, 可在200nm附近,但大多数化合物仍在小于200nm 区域内, 随杂原子的电负性不同而不同,一般电负性越大,n电子被束缚得越紧,跃迁所需的能量越大,吸收的波长越短。 π-π*跃迁

一般是含有双键和三键的化合物,π-π*跃迁所需的能量比ζ-ζ*跃迁小,也一般比n-ζ*跃迁小,所以吸收辐射的波长比较长,一般在200nm附近。此外,π-π*还具有以下特点:

? 吸收波长一般受组成不饱和的原子影响不大,如HC?CH 及N?CH 的 ?max

=175nm;

? 摩尔吸光系数都比较大,通常在104 Lmol-1cm-1以上 ; ? 不饱和键数目对λ和ε n-π*跃迁

n-π*跃迁所需的能量最低,因此吸收辐射的波长最长,一般都在近紫外光区,甚至在可见光区。此外,n-π*还具有以下特点:

与组成π键的原子有关,由于需要由杂原子组成不饱和双键,所以n电子的跃迁就与杂原子的电负性有关,与n-ζ*跃迁相同,杂原子的电负性越强, ?max 越小; 跃迁的几率比较小,所以摩尔吸光系数比较小,一般为10~100 ,比起π-π*跃迁小2~3个数量级。摩尔吸光系数的显著差别,是区别π-π*跃迁和n-π*跃迁的方法之一;

4. 分子中存在的能级有哪些?红外和紫外-可见分别属于哪些能级跃迁? 分子中存在有电子能级、振动能级和转动能级 红外:

紫外可见:

5. 三甲基胺分子能发生n→?*跃迁,为227 nm(?为900)。试问:若在酸中测量时,该吸收峰会怎样变化?为什么?


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