紫外光谱习题及答案

紫外光谱习题一选择题1光量子的能量正比于辐射的（ A ）A：频率B：波长C：波幅D：传播速度2电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的（ B ）A：能量越大B：波长越长C：波数越大 D：频率越高E：以上A、B、C、D、都对3所谓真空紫外区，其波长范围是（C ）A：200400nm B：400800nm C：100200nm D：E：4以下五种类型的电子能级跃迁，需要能量最大的是（A ）A： B： C： D： E：5.在紫外光的照射下，分子中电子能级跃迁的类型有（A B）A： B： C： D： E：6在下面五种类型的电子跃迁，环戊烯分子中的电子能级跃迁有（A C D）A： B： C： D： E：7. 有两种化合物如下，以下说法正确的是（A B D）（1） （2）A：两者都有 B：两者都有C：两者都有跃迁且吸收带波长相同D：化合物（1）的跃迁的吸收波长比（2）长E：化合物（1）的跃迁吸收波长比（2）短8在下面五种溶剂中测定化合物的跃迁，吸收带波长最短者是（D）A：环已烷 B：氯仿C：甲醇D：水E：二氧六环11对于异丙叉丙酮的溶剂效应，以下说法正确的是（A D）A：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生蓝位移B：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生红位移C：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生蓝位移D：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生红位移E：及跃迁的吸收带波长与溶剂极性无关13以下基团或分子中，能产生R吸收带的是（AB）A： B： C： D：14以下基团或分子中，能产生K吸收的是（ABC）A： B： C： D： E：15以下四种化合物，能同时产生B吸收带、K吸收带和R吸收带的是（ C ） A. B. C. D. 16. 符合朗伯特-比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（ C ）A. 向短波方向移动 B. 向长波方向移动C. 不移动，且吸光度值降低D. 不移动，且吸光度值升高17. 在符合朗伯特-比尔定律的范围内，溶液的浓度、最大吸收波长、吸光度三者的关系是（B）A. 增加、增加、增加 B. 减小、不变、减小C. 减小、增加、减小 D. 增加、不变、减小二填充题1.化合物，除有和跃迁以外，还有ns* , pp* 类型的跃迁。2.环戊烯电子在能级间隔最小的两个能级之间的跃迁，其跃迁类型是pp*。3二甲醚（） 的最长吸收波长约在185nm,对应的跃迁类型是ns*。4在生色基中，R吸收带是由np*跃迁引起的。5.在型化合物，X上的n电子与上的电子共轭，使吸收带红移。6苯的三个吸收带波长大小顺序为，而大小顺序为E1E2B。7带是由np* 跃迁引起，其特征波长 较长 强度较弱。K带是由pp*跃迁引起，其特征波长较短，吸收强度 很强。8.与的带，波长长的是后者，与的带，波长长的是后者。9.化合物 在正丁烷与水中均能出现两个吸收带，一对是230nm1和329nm,这是在正丁烷 为溶液中测定。另一对是243nm和305nm，这是在 水 为溶液中测定。1、电子跃迁有哪些种类？能在紫外光谱上反映出的电子跃迁有哪几类？2、下列化合物在反应前后吸收带将发生什么变化？为什么？ 答案：1、电子跃迁有*、n*、*、n*、*、* 能在紫外光谱上反映的：n*、*、n*4、当苯胺在酸性溶液中转变为铵正离子，由于质子与氨基的n电子结合，而不再与苯环的电子共轭，这种离子的吸收带与苯胺相比较紫移，强度减弱。不饱和羧酸与碱反应后生成羧酸盐，羧酸根中羧基碳原子和两个氧原子上的P电子是共轭的，所以这种羧酸盐类的吸收带与羧酸相比，向长波方向移动，并且吸收强度增加。2.1核磁共振氢谱中的几个重要参数1、化学位移（1）影响化学位移的主要因素：a.诱导效应。电负性取代基降低氢核外电子云密度，其共振吸收向低场位移，值增大，如 CH3FCH3OHCH3ClCH3BrCH3ICH4TMS(ppm)4.063.403.052.682.160.230X电负性4.03.53.02.82.52.11.6对于XCHYZ型化合物，X、Y、Z基对CH 值的影响具有加合性，可用shoolery公式估算，式中0.23为CH4的，Ci值见下表。 例如：BrCH2Cl(括号内为实测值)=0.23+2.33+2.53=5.09ppm(5.16ppm)利用此公式，计算值与实测值误差通常小于0.6ppm,但有时可达1pmm。值得注意的是，诱导效应是通过成键电子传递的，随着与电负性取代基距离的增大，诱导效应的影响逐渐减弱，通常相隔3个碳以上的影响可以忽略不计。例如：b.磁各向异性效应。上面所述的质子周围的电子云密度，能阐明大多数有机化合物的化学位移值。但是还存在用这一因素不能解释的事实：如纯液态下的乙炔质子与乙烯质子相比，前者在高场共振；相反苯的质子又在低场下发生共振。这些现象可用磁各向异性效应解释。当分子中某些基团的电子云排布不是球形对称时，即磁各向异性时，它对邻近的H核就附加一个各向异性磁场，使某些位置上核受屏蔽，而另一些位置上的核受去屏蔽，这一现象称为各向异性效应。在氢谱中，这种邻近基团的磁各向异性的影响十分重要。现举例说明一下：叁键的磁各向异性效应：如乙炔分子呈直线型，叁键轴向的周围电子云是对称分布的。乙炔质子处于屏蔽区，使质子的值向高场移动。 双键:电子云分布于成键平面的上、下方，平面内为去屏蔽区。与SP2杂化碳相连的氢位于成键的平面内（处于去屏蔽区），较炔氢低场位移。乙烯：5.25ppm；醛氢：9-10ppm。化学键的各向异性还可由下述化合物（1）至（4）看出：化合物（1）、（3）中的标记氢分别处于双键和苯环的屏蔽区，而化合物（2）、（4）中相应的氢分别处于双键和苯环的去屏蔽区，值增大。芳环的磁各向异性效应：芳香族化合物的环形电子云，在外磁场Bo的作用下形成大电子环流。这电子环流所产生的感应磁场，使苯环平面上下两圆锥体为屏蔽区，其余为去屏蔽区。苯环质子处在去屏蔽区，所心共振信号位置与大多数质子相比在较低场。单键： 碳碳单键的电子产生的各向导性较小。图3.11中碳碳键轴为去屏蔽圆锥的轴。随着CH3中氢被碳取代，去屏蔽效应增大。所以CH3，CH2，CH中质子的值增大（CH3CH2CH）。环已烷的椅式构象，Ha与He的值在0.20.7ppm之间，因二者受到的单键各向导性不等。C1C2，C1C6的各向异性对Ha与He的影响相近，但Ha处于C2C3，C5C6的屏蔽区，值位于较高场。而He处于C2C3，C5C6的去屏蔽区，值位于较低场。c.共轭效应 苯环上的氢被推电子基（如CH3O）取代，由于P共轭，使苯环的电子云密度增大，值高场位移；拉电子基（如CO，NO2）取代，由于共轭，使苯环的电子云密度降低，值低场位移，见化合物（7）、（8）。这种效应在取代烯中也表现出来，见化合物（9）、（10）。（2）质子的化学位移a.烷基质子的化学位移b.烯烃质子化学位移由于CC双键的磁各向异性效应，使烯烃质子的化学位移比烷基质子的化学位移要低47ppm，约在5.25ppm处共振。c.芳香族质子的化学位移芳香族化合物由于大电子环流产生的磁各向异性效应比烯烃质更明显，所以芳烃质子在更低场共振，约在7.27ppm左右。其中邻位质子受取代基的影响最大，对位次之，间位最小。杂原子上质子的化学位移醇的羟基质子在非极性溶剂四氯化碳中，一般浓度条件下共振范围在3.0-6.0ppm，随着溶液稀释向高场移动。另外羟基质子随温度升高向高场移动。羧酸的羧基质子在10-13ppm范围内共振，由于羧酸有强氢键效应引起二聚体结构，即使使用非极性溶剂稀释，羧基质子也几乎不发生位移。脂肪族胺的氨基质子在0.5-5.5ppm范围内出现，与醇一样用非极性溶剂稀释后也向高场位移。2、质子之间的偶合常数任何自旋核之间通过成键电子产生相互干扰而裂分。所以质子之间通过成键电子能相互偶合而裂分。其裂矩称为偶合常数J。 （1）质子间偶合常数的大小。J值的大小与质子之间键数有关。键数越少，J 值越大；键数越多，J 值越小。按照相互偶合质子之间相隔键数的多少。可将偶合作用分为同碳偶合（同碳上质子之间的偶合）、邻碳偶合和远程偶合三类。偶合常数有正有负，通常通过偶数键偶合的偶合常数J为负值，通过奇数键偶合的偶合常数J为正值。目前有关理论还不能预言精确的偶合常数值。正如化学位移那样，不同分子的偶合常数的观察值和经验规律对图谱解析是很有用的。 （2）质子间偶合裂分的数目与强度。自旋偶合裂分的一般规律（只适用于一级谱中）a.裂分峰的数目取决于两组相邻H质子的数目（氢谱），符合N1规律b.裂分峰的强度比相当于(a+b)n的展开式的比c.裂分峰的中心位置即该组峰的化学位移值。裂分峰的裂矩等于其偶合常数 3、谱线强度 又称峰面积、谱线积分、积分强度等。核磁共振谱上谱线强度也是提供结构信息的重要参数。特别是氢谱中，在一般实验条件下由于质子的跃迁几率及高低能态上核数的比值与化学环境无关，所以谱线强度直接与相应质子的数目成正比。即同一化学位移的核群的谱峰的面积与谱带所相应的基团中质子数目成正比。 化学位移、偶合常数、谱线强度三个参数是氢谱为化合物定性、定量解析提供的重要依据。波谱分析试题一、解释下列名词（每题2分，共10分）1、摩尔吸光系数；2、非红外活性振动；3、弛豫时间；4、碳谱的-效应；5、麦氏重排1、频率（MHz）为4.47108的辐射，其波长数值为A、670.7nm B、670.7m C、670.7cm D、670.7m2、紫外-可见光谱的产生是由外层价电子能级跃迁所致，其能级差的大小决定了 （ ）A、吸收峰的强度 B、吸收峰的数目C、吸收峰的位置 D、吸收峰的形状3、紫外光谱是带状光谱的原因是由于A、紫外光能量大 B、波长短C、电子能级跃迁的同时伴随有振动及转动能级跃迁的原因D、电子能级差大4、化合物中，下面哪一种跃迁所需的能量最高A、 B、 C、n D、n5、跃迁的吸收峰在下列哪种溶剂中测量，其最大吸收波长最大A、水B、甲醇C、乙醇D、正已烷6、CH3-CH3的哪种振动形式是非红外活性的A、C-C B、C-H C、asCH D、sCH7、化合物中只有一个羰基，却在1773cm-1和1736cm-1处出现两个吸收峰 这是因为：（ ）A、诱导效应 B、共轭效应 C、费米共振 D、空间位阻8、一种能作为色散型红外光谱仪的色散元件材料为：A、玻璃 B、石英 C、红宝石 D、卤化物晶体9、预测H2S分子的基频峰数为： A、4 B、3 C、2 D、1 0、若外加磁场的强度H0逐渐加大时，则使原子核自旋能级的低能态跃迁到高能态所需的能量是如何变化的？（ ）A、不变 B、逐渐变大 C、逐渐变小 D、随原核而变11、下列哪种核不适宜核磁共振测定A、12C B、15N C、19F D、31P12、苯环上哪种取代基存在时，其芳环质子化学位移值最大A、CH2CH3 B、 OCH3C、CH=CH2D、-CHO13、质子的化学位移有如下顺序：苯（7.27）乙烯(5.25) 乙炔(1.80) 乙烷(0.80)，其原因为：A.导效应所致B. 杂化效应和各向异性效应协同作用的结果 C. 各向异性效应所致 D. 杂化效应所致 14、确定碳的相对数目时，应测定A、全去偶谱 B、偏共振去偶谱 C、门控去偶谱 D、反门控去偶谱15、1JC-H的大小与该碳杂化轨道中S成分A、成反比 B、成正比 C、变化无规律 D、无关16、在质谱仪中当收集正离子的狭缝位置和加速电压固定时，若逐渐增加磁场强度H，对具有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何变化？ A、从大到小 B、从小到大 C、无规律 D、不变17、含奇数个氮原子有机化合物，其分子离子的质荷比值为）A、偶数 B、奇数 C、不一定 D、决定于电子数18、二溴乙烷质谱的分子离子峰M与M+2、M+4的相对强度为：A、1:1:1 B、2:1:1 C、1:2:1 D、1:1:219、在丁酮质谱中，质荷比质为29的碎片离子是发生了A、-裂解 B、I-裂解 C、重排裂解 D、-H迁移20、在四谱综合解析过程中，确定苯环取代基的位置，最有效的方法是 A、紫外和核磁 B、质谱和红外 C、红外和核磁 D、质谱和核磁三、回答下列问题（每题2 分，共10分）1、红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？2、色散型光谱仪主要有哪些部分组成？3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？4、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？5、在质谱中亚稳离子是如何产生的以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？四、推断结构（20分）某未知物的分子式为C9H10O2，紫外光谱数据表明：该物max在264、262、257、252nm(max101、158、147、194、153)；红外、核磁、质谱数据如图4-1，图4-2，图4-3所示，试推断其结构。图4-1未知物C9H10O2的红外光谱图4-2化合物C9H10O2的核磁共振谱图4-3化合物C9H10O2的质谱图五、根据图 5-1图5-4推断分子式为C11H20O4未知物结构（20分）图5-1未知物C11H20O4的质谱、紫外数据和元素分析数据图5-2未知物C11H20O4的红外光谱图5-3未知物C11H20O4的13CNMR谱图5-4未知物C11H20O4的1HNMR谱六、下图为如下结构化合物的13C谱和DEPT谱，请在其结构式上标明与13C谱峰号相对应的C原子编号。（20分）。图6-1化合物的13C谱和DEPT谱（a） 常规质子去偶13C谱；(b) 所有质子相连的碳；(c) DEPT-90谱，只有CH峰；(d) DEPT-130谱，CH、CH3为正峰，CH2为负峰；参考答案：一、1、摩尔吸光系数；浓度为1mol/L，光程为1cm时的吸光度2、非红外活性振动；分子在振动过程中不发生瞬间偶极矩的改变。3、弛豫时间；高能态的核放出能量返回低能态，维持低能态的核占优势，产生NMR谱，该过程称为弛豫过程，所需要的时间叫弛豫时间。4、碳谱的-效应；当取代基处在被观察的碳的位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，C向高场移动。5、麦氏重排具有氢原子的不饱和化合物，经过六元环空间排列的过渡态，氢原子重排转移到带正电荷的杂原子上，伴随有CC键的断裂。二、ACCAA ACDBB ADBDB BBCBC三、1、光谱产生必须具备的两个条件是什么？答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E光E，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。2、色散型光谱仪主要有哪些部分组成？答：由光源、分光系统、检测器三部分组成。3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？答：是具有核磁矩的原子核的自旋运动在外部的一种表现形式。4、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？ 答：在有机结构鉴定中，紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团和芳香性等方面有独到之处。5、在质谱中亚稳离子是如何产生的以及在碎片离子解析过程中的作用是什么？答：离子m1在离子源主缝至分离器电场边界之间发生裂解，丢失中性碎片，得到新的离子m2。这个m2与在电离室中产生的m2具有相同的质量，但受到同m1一样的加速电压，运动速度与m1相同，在分离器中按m2偏转，因而质谱中记录的位置在m*处，m*是亚稳离子的表观质量，这样就产生了亚稳离子。由于m*m22/m1，用m*来确定m1与m2间的关系，是确定开裂途经最直接有效的方法。四、五、六、紫外光谱习题一选择题1光量子的能量正比于辐射的（ A C ）A：频率B：波长C：波数D：传播速度E：周期2电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的（ B ）A：能量越大B：波长越长C：波数越大 D：频率越高E：以上A、B、C、D、都对3同一电子能级，振动态变化时所产生的光谱波长范围是（C ）A：可见光区 B：紫外光区C：红外光区D：X射线光区E：微波区4所谓真空紫外区，其波长范围是（C ）A：200400nm B：400800nm C：100200nm D：E：5下面五个电磁辐射区域A：X射线区B：红外区C：无线电波D：可见光区E：紫外光区请指出（1）能量最大者（A ）（2）波长最短者（C ）（3）波数最小者（A ）（4）频率最小者（C ）6以下五种类型的电子能级跃迁，需要能量最大的是（A ）A：B： C： D： E：7.在紫外光的照射下，分子中电子能级跃迁的类型有（A B）A： B： C： D： E：8在下面五种类型的电子跃迁，环戊烯分子中的电子能级跃迁有（A C D）A： B： C： D： E：9. 有两种化合物如下，以下说法正确的是（A B D）（1） （2）A：两者都有 B：两者都有C：两者都有跃迁且吸收带波长相同D：化合物（1）的跃迁的吸收波长比（2）长E：化合物（1）的跃迁吸收波长比（2）短10在下面五种溶剂中测定化合物的跃迁，吸收带波长最短者是（D）A：环已烷 B：氯仿 C：甲醇D：水 E：二氧六环11对于异丙叉丙酮的溶剂效应，以下说法正确的是（A D）A：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生蓝位移B：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生红位移C：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生蓝位移D：在极性溶剂中测定跃迁吸收带，发生红位移E：及跃迁的吸收带波长与溶剂极性无关12下列化合物中，跃迁需能量最大的是（E）A：1，4-戊二烯B：1，3-丁二烯C：1，3-环已二烯D：2，3-二甲基-1，3-丁二烯E：1，3，5-已三烯13某种物质的己烷溶液的紫外光谱，有个吸收带在305nm，但在乙醇溶液中这个吸收带移到307nm，该吸收带是由下面哪一种类型跃引起（D）A： B： C： D： E：14紫外光谱一般都用样品的溶液测定，溶剂在所测定的紫外区必须透明，以下溶剂哪些能适用于210nm以上（ABDE）A：95乙醇B：水C：四氯化碳D：正己烷 E：乙醚15丙酮在己烷中的紫外吸收为279nm, = 14.8,该吸收带是由哪种跃迁引起的（C）A： B： C： D： E：16以下基团或分子中，能产生R吸收带的是（AB）A： B： C： D：17以下基团或分子中，能产生K吸收的是（ABC）A： B： C： D： E：18以下四种化合物，能同时产生B吸收带、K吸收带和R吸收带的是（ C ） A. B. C. D. 19. 符合朗伯特-比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置（ C ）A. 向短波方向移动 B. 向长波方向移动C. 不移动，且吸光度值降低D. 不移动，且吸光度值升高20. 在符合朗伯特-比尔定律的范围内，溶液的浓度、最大吸收波长、吸光度三者的关系是（B）A. 增加、增加、增加 B. 减小、不变、减小C. 减小、增加、减小 D. 增加、不变、减小二填充题1某种溶液在254nm处透过百分率T10，则其吸光度为1。2某化合物=20, 若10则摩有光系数lg(1/T)/1.0*2.0*1*104。3.化合物，除有和跃迁以外，还有ns* , pp* 类型的跃迁。4.环戊烯电子在能级间隔最小的两个能级之间的跃迁，其跃迁类型是pp*。5丙酮能吸收280nm,187nm,和154nm的紫外光，其中最长波长的吸收所对应的电子跃迁类型是np*。6二甲醚（） 的最长吸收波长约在185nm,对应的跃迁类型是ns*。7在生色基中，R吸收带是由np*跃迁引起的。8（A）有8个共轭双键，去氢蕃茄色素（B）有15个共轭双键，这两个化合物一呈橙色，一呈紫色，请判断：橙色的是B，紫色的是A 。9.当分子中的助色团与生色团直接相连，使吸收带向长波方向移动，这是因为产生n、p共轭效应。10.在型化合物，X上的n电子与上的电子共轭，使吸收带红移。11苯的三个吸收带波长大小顺序为，而大小顺序为E1E2B。12带是由np* 跃迁引起，其特征波长 较长 强度较弱。K带是由pp*跃迁引起，其特征波长较短，吸收强度 很强。13.与的带，波长长的是后者，与的带，波长长的是后者。 14.化合物 在正丁烷与水中均能出现两个吸收带，一对是230nm1和329nm,这是在正丁烷 为溶液中测定。另一对是243nm和305nm，这是在 水 为溶液中测定。15.已知某化合物=327，从溶剂效应分析，该吸收带是由np*跃引起的，并推知该化合物含有杂原子。三、问答题1、电子跃迁有哪些种类？能在紫外光谱上反映出的电子跃迁有哪几类？2、计算下列化合物在乙醇中的max。 a b c d e f g h i j3、能否用紫外光谱区分下列化合物？如何区分？ （1）（2）（3） （4）4、下列化合物在反应前后吸收带将发生什么变化？为什么？ 5、某化合物相对分子量236，取纯样4.963mg配成1000ml溶液，在max=355nm处用1cm比色皿测得此溶液的A=0.557，求此化合物的max。6、已知下列数据：258nm（11000），255nm（3470）是对硝基苯甲酸和邻硝基苯甲酸的max（max），指出这两组数据分别对应哪个化合物？为什么？ 7、乙酰乙酸已酯的紫外光谱数据如下,解释紫外吸收值与溶剂的关系。溶剂max/nmmax环己烷乙醚乙醇水244244246255810051001900120 8、2-（环己-1-烯基）-2-丙醇在硫酸存在下加热处理，得到主要产物分子式C9H14。产物纯化，测得紫外光谱max=242nm，=10100，推测这个主要产物的结构。 9、-Cyperone（一种萜类化合物）其结构可能为A或B，紫外光谱测定 max252nm（lg4.3），确定结构。 A B答案：1、电子跃迁有*、n*、*、n*、*、* 能在紫外光谱上反映的：n*、*、n* 2、a、227nmb、242nm c、274nm d、286nme、242nm f、268nm g、242nm h、353nm i、298nm j、268nm3、 max=232nm max=242nm max=237nm max=249nm max=257nm max=222nmmax=259nm max=242nm4、当苯胺在酸性溶液中转变为铵正离子，由于质子与氨基的n电子结合，而不再与苯环的电子共轭，这种离子的吸收带与苯胺相比较紫移，强度减弱。不饱和羧酸与碱反应后生成羧酸盐，羧酸根中羧基碳原子和两个氧原子上的P电子是共轭的，所以这种羧酸盐类的吸收带与羧酸相比，向长波方向移动，并且吸收强度增加。5、2.7104L/molcm 6、258nm为对硝基苯甲酸；255nm为邻硝基苯甲酸7、乙酸乙酯的酮式和烯醇式形成平衡，当溶剂极性增加时，平衡向烯醇式方向移动，易形成氢键，为*跃迁，随着极性增加，谱带向长波方向移动，溶液不断稀释，max值逐渐减小。8、 9、B习题解答一填空题1一般将多原子分子的振动类型分为 伸缩 振动和 变形 振动,前者又可分为 对称伸缩 振动和 反对称伸缩 振动,后者可分为 面内剪式振动()、面内摇摆振动() 和 面外摇摆振动()、面外扭曲振动() 。2红外光区在可见光区和微波光区之间,习惯上又将其分为三个区: 远红外区，中红外区 和 近红外区 ,其中 中红外区 的应用最广。3红外光谱法主要研究振动中有 偶极矩 变化的化合物，因此，除了单原子 和同核分子 等外,几乎所有的化合物在红外光区均有吸收。4在红外光谱中,将基团在振动过程中有 偶极矩 变化的称为 红外活性 ,相反则称为 红外非活性的 。一般来说,前者在红外光谱图上 出现吸收峰 。5红外分光光度计的光源主要有 能斯特灯 和 硅碳棒 。6基团一OH、一NH；=CH的一CH的伸缩振动频率范围分别出现在 37503000 cm-1, 33003000 cm-1, 30002700 cm-1。7基团一CC、一CN ；C=O；一CN， 一CC的伸缩振动频率范围分别出现在 24002100 cm-1, 19001650 cm-1, 16501500 cm-1。 840001300 cm-1 区域的峰是由伸缩振动产生的，基团的特征吸收一般位于此范围,它是鉴最有价值的区域，称为 官能团 区；1300600 cm-1 区域中,当分子结构稍有不同时,该区的吸收就有细微的不同,犹如人的 指纹 一样,故称为 指纹区 。二、选择题1二氧化碳分子的平动、转动和振动自由度的数目分别 （A）A. 3，2，4 B. 2，3，4 C. 3，4，2 D. 4，2，3 2乙炔分子的平动、转动和振动自由度的数目分别为 （C）A. 2，3，3 B. 3，2，8 C. 3，2，7 D. 2，3，7 3二氧化碳的基频振动形式如下 （D）（1）对称伸缩 O=C=O （2）反对称伸缩 O=C=O （3）x，y平面弯曲 O=C=O （4）x，z平面弯曲 O=C=O 指出哪几个振动形式是非红外活性的？A .（1），（3） B.（2） C.（3） D. (1)4下列数据中,哪一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带?（D）A. 30002700cm-1，16751500cm-1，14751300cm一1。B. 33003010cm-1，16751500cm-1, 14751300cm-1。C. 33003010cm-1, 19001650cm-l，1000650cm-1。D. 30002700cm-1, 19001650cm-1, 14751300cm-1。19001650cm-1为 C=O伸缩振动，30002700cm-1为饱和碳氢CH伸缩振动（不饱和的其频率高于3000 cm-1），14751300cm-1为CH变形振动（如CH3约在13801460cm-1）。5下图是只含碳、氢、氧的有机化合物的红外光谱，根据此图指出该化合物为哪一类？（B） A酚 B含羰基 C醇 D烷烃6碳基化合物RCOR（1）， RCOCl（2），RCOCH（3）, RCOF（4）中, C=O伸缩振动频率出现最高者为（D）A（1） B（2） C（3） D（4）7在醇类化合物中, OH伸缩振动频率随溶液浓度的增加，向低波数方向位移的原因是（B）A溶液极性变大 B形成分子间氢键随之加强 C诱导效应随之变大 D易产生振动偶合8傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是式 （D）A玻璃棱镜 B石英棱镜 C 卤化盐棱镜 D迈克尔逊干涉仪三、计算题1、计算分子式为C7H7NO的不饱和度。2、计算分子式为C6H6NCl的不饱和度。3、羧基（COOH）中CO、CO、OH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（OH）与（CO），（CO）与（CO），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）=1.00794，Ar（O）=15.9994，Ar（C）=12.0107 4、已知CHCl3中CH键和CCl的伸缩振动分别发生在3030cm-1与758cm-1。（1）试计算CDCl3中CH键的伸缩振动发生的位置；（2）试计算CHBr3中CBr键的伸缩振动频率。（假设CHCl3与CDCl3的键力常数K相同，CBr键与CCl的键力常数K相同）解：（1） （2）四、简答题1、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CO的吸收峰出现在高频区？为什么？答：正己烷溶剂中CO的吸收峰出现在高频区，在95乙醇溶液CO的吸收峰出现在低频区。原因在乙醇溶液中由于CO与乙醇中的OH之间易形成氢键，使CO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。 2、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CO伸缩振动频率的大小顺序。答：酰氯， 酸，酯，醛，酰胺。 3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中，除了发现1738，1717有吸收峰外，在1650和3000也出现吸收峰。试指出出现后两个吸收峰的。 答：试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。因此在 IR 谱图上，除了出现 n(C=C)吸收带外，还应出现 n(OH)和n(C=O)吸收，n(C=O)吸收带出现在 1650 cm-1，n(OH)吸收带在生成氢键时，可移至3000 cm-1。4、欲测定某一微细粉末的红外光谱，试说明选用什么样的试样制备方法？为什么？答：固体研磨法（用KBr作稀释剂）2.2核磁共振氢谱的解析1、自旋偶合系统及分类（1）自旋自旋偶合机理自旋核与自旋核之间的相互作用称自旋自旋偶合（spin-spin coupling），简称自旋偶合。下图是1,1，2三氯乙烷的1HNMR谱。双峰和三峰的出现是由于相邻的氢核在外加磁场B0中产生不同的局部磁场且相互影响造成的。CHCl2中有两种取向，与B0同向和与B0反向，粗略认为二者几率相等。同向取向使CH2Cl的氢感受到外磁场强度稍稍增强，其共振吸收稍向低场（高频）位移，反向取向使CH2Cl的氢感受到的外磁场强度稍稍降低，其共振吸收稍向高场（低频）端位移，故CH使CH2裂分为双峰。这种自旋自旋偶合机理，认为是空间磁性传递的，即偶极偶极相互作用。对自旋自旋偶合的另一种解释，认为是接触机理。即自旋核之间的相互偶合是通过核之间成键电子对传递的。根据Pauling原理（成键电子类的自旋方向相反）和Hund规则（同一原子对成键电子应自旋平行）及对应的电子自旋取向与核的自旋取向相同时，势能稍有降低，以HaCCHb为例分析。无偶合时Hb有一种跃迁方式，所吸收的能量为，在Ha的偶合作用下，Hb有两种跃迁方式，对应的能量分别为E1，E2。在Hb的偶合作用下，Ha也被裂分为双峰，分别出现在处，峰间距等于Jab，J为偶合常数。所以自旋自旋偶合是相互的，偶合的结果产生谱线增多，即自旋裂分。偶合常数（J）是推导结构的又一重要参数。在1HNMR谱中，化学位移（）提供不同化学环境的氢。积分高度（h）代表峰面积，其简化为各组数目之比。裂分峰的数目和J值可判断相互偶合的氢核数目及基团的连接方式。 （2）n+1规律某组环境完全相等的n个核(I=1/2)，在B0中共有(n+1)种取向，使与其发生偶合的核裂分为(n+1)条峰。这就是(n+1)规律，概括如下：某组环境相同的氢若与n个环境相同的氢发生偶合，则被裂分为（n1）条峰。某组环境相同的氢，若分别与n个和m个环境不同的氢发生偶合，且J值不等，则 被裂分为(n+1)(m+1)条峰。如高纯乙醇，CH2被CH3裂分为四重峰，每条峰又被OH中的氢裂分为双峰，共八条峰(3+1)*(1+1)=8。实际上由于仪器分辨有限或巧合重叠，造成实测峰数目小于理论值。只与n个环境相同的氢偶合时，裂分峰的强度之比近似为二项式(a+b)n展开式的各项系数之比。这种处理是一种非常近似的处理，只有当相互偶合核的化学位移差值，才能成立。 （3）自旋偶合系统中自旋核的等价性a.自旋偶合系统。自旋偶合系统是指相互偶合的一组核，不要求系统内所有核之间都相互偶合，但与系统外任何磁核都不偶合。如丙基异丙基醚中乙基是一种自旋偶合系统，异丙基是另一种自旋偶合系统。 b.化学等价核。分子中化学位移相等的核称为化学等价核，如1,1,2-三氯乙烷中CH2的两质子是化学等价核。 又如对氯苯甲醛中2，6位两质子或3,5位两质子是化学等价的。 c.磁等价核。分子中若有一组自旋核，其化学位移相同，并且它们各个自旋核对组外任何一个磁核的偶合常数彼此也相同，那么这组核称为磁等价核。例如在1,1,2-三氯乙烷中，亚甲基CH2的两个质子不仅化学位移相同，而且它们对邻位次甲基中H的偶合常数也一致，所以称磁等价核。如果核既化学等价又磁等价，称为全同核或等同核。d.磁不等价核。在有机分子中磁不等价性普遍存在，对推断结构很有用。化学等价的核不一定磁等价，而磁等价一定是化学等价。下面举例说明磁不等价性：例1：双键同碳质子磁不等价 例2：单健带有双键性质时，会产生不等价质子。 例3：单键不能自由旋转时，也会产生磁不等价质子。 例如BrCH2CH(CH3)2有三个构象I、II、III。由构象式的Newman投影图可以看出，亚甲基中两个氢核Ha与Hb处于不同的化学环境，应该是不等价的。但实际上在室温下，分子绕CC轴快速旋转，使两个氢核Ha与Hbb处于一个平均的环境，因此Ha与Hb是等价的。而在低温下，这个化合物大部分由I、II两个构象组成，只有少量的III，于是Ha与Hb因所处环境有差别而成为不等价了。例4：与不对称碳原子连接的CH2质子是不等价的。 C*为不对称碳原子，在i的分子中，不管R-CH2-的旋转速度有多快，CH2-的两个质子所处的化学环境总是不相同，所以-CH2-质不等价，见i、ii、iii的Newman投影图。例5：构象固定的环上CH2质子是不等价的。在室温下环已烷的两种构象转化速度快，因此直立氢Ha与平伏He的化学位移被平均化，结果环已烷的信号为单一尖峰1.43ppm。而甾族化合物的稠环构象是固定的，因此Ha和He的化学位移不相同为不等价核，所以甾族化合物在0.8-2.5ppm之间有复杂的信号。例6：苯环上邻位质子也可能是磁不等价的。 如化合物I和化合物II中，虽然Ha与Ha、Hb与Hb化学位移相同，但由于JHaHb=JHaHb、JHbHa=JHbHa，因此Ha与Ha、Hb与Hb为化学等价但磁不等价。(4)偶合常数与分子结构之间的关系。2J（或J同）表示同碳偶合 3J（或J邻）表示邻碳偶合大于三键的偶合称过程偶合 a.同碳偶合2J一般为负值，变化范围大较大，与结构有密切关系。2J随着取代基电负性的增加而趋向正的方向变化；随着键角的增加也趋向正的方向变化。b.邻碳偶合3J一般为正值。在结构分析时，可以用于赤式和苏式构型的确定；六元环中取代基的的位置的确定等等。C.远程偶合远程偶合一般较弱，偶合常数在03Hz之间。 (5)自旋偶合系统的分类及命名 自旋偶合系统的分类及命名的方法是：用大写英文字母代表自旋偶合系统中的各个磁核，26个字母分成三组：A、B、C.为一组；M、N、O.为一组；X、Y、Z.为一组。磁全同质子用同一个字母表示，质子数目用阿拉伯数字注在字母右下角。如CH4可命名表示为A4系统（M4或X4都可以）。如果是一组化学等价而磁不等价的质子，则这一组质子仍用同一个字母表示，但在字母的右上角加撇号以示区别。如果偶合的磁核之间化学位移与偶合常数之比小于6时，则这些化学位移不同的磁核用同一编组中的不同字母表示。例如： （化合物i中三个质子属于ABC系统，化合物ii中两个质子属于AB系统）如果偶合的磁核之间化学位移与偶合常数之比大于6时，则这些化学位移不同的磁核用不同组的字母表示。例如：CH3-CH2-CH2-NO2属于A3M2X2系统；C6H5COOC2H5属于ABBCC和A3X2两个系统。现在将主要自旋偶合系统列于下表。(点击查看列表) 核磁共振谱习题一 选择题1以下五种核，能用以做核磁共振实验的有（ ACE ）A：19F9 B：12C6 C：13C6 D：16O8 E：1H12在100MHz仪器中，某质子的化学位移=1ppm，其共振频率与TMS相差（ A ）A：100Hz B：100MHz C： 1Hz D:50Hz E：200Hz3在60MHz仪器中，某质子与TMS的共振频率相差120Hz则质子的化学位移为（ E ）A：1.2ppm B：12ppm C：6ppm D：10ppm E：2ppm4测试NMR时，常用的参数比物质是TMS， 它具有哪些特点（ABCDE ）A：结构对称出现单峰 B：硅的电负性比碳小 C：TMS质子信号比一般有机物质子高场 D：沸点低，且容易溶于有机溶剂中 E：为惰性物质5在磁场中质子周围电子云起屏蔽作用，以下说法正确的是（ACDE ）A：质子周围电子云密度越大，则局部屏蔽作用越强B：质子邻近原子电负性越大，则局部屏蔽作用越强C：屏蔽越大，共振磁场越高D：屏蔽越大，共振频率越高E：屏蔽越大，化学位移越小6对CH3CH2OCH2CH3分子的核磁共振谱，以下几种预测正确的是（ACD ）A：CH2质子周围电子云密度低于CH3质子B：谱线将出现四个信号 C：谱上将出现两个信号D： 7CH3CH2Cl的NMR谱，以下几种预测正确的是（D）A：CH2中质子比CH3中质子共振磁场高B：CH2中质子比CH3中质子共振频率高C：CH2中质子比CH3中质子屏蔽常数大D：CH2中质子比CH3中质子外围电子云密度小E：CH2中质子比CH3中质子化学位移值小8下面五个化合物中，标有横线的质子的最小的是（A）A：CH4 B：CH3F C：CH3Cl D：CH3Br E：CH 3l9下面五个化合物中，标有横线的质子的共振磁场H0最小者是（A）A：RCH2OH B：RCH2CH2OH C：RCH2ClD：CHBrE：ArCH2CH310下面五个结构单元 中，标有横线质子的值最大的是（E）A：CH3-C B：CH3-NC：CH3-OD：CH3FE：CH2F211预测化合物的质子化学位移，以下说法正确的是（C）A：苯环上邻近质子离C=O近，共振在高磁场B：苯环上邻近质子离C=O近，屏蔽常数大C：苯环上邻近质子离C=O近，化学位移大D：苯环上邻近质子外围电子云密度大12氢键对化学位移的影响，以下几种说法正确的是（BCE）A 氢键起屏蔽作用B：氢键起去屏蔽作用C：氢键使外围电子云密度下降D：氢键使质子的屏蔽增加E：氢键使质子的 值增加13对于羟基的化学位移，以下几种说法正确的是（ABE）A：酚羟基的 随溶液浓度而改变B：浓度越大 值越大C：浓度越大，值越小D：邻羟基苯乙酮的羟基 值也随溶液的浓度改变而明显改变E：邻羟基苯乙酮的oH与浓度无明显关系二 填充题1在磁场H0的作用下，核能级分裂，(u为核磁矩)，已知，在同一频率条件下，使氟，磷，氢发生共振，所需磁场强度最大的是：磷。2已知1H1的磁旋比（）大于13C6 ，则在同一射频条件下，使1H1和13C6发生共振的条件是:1H1发生共振所需磁场强度小于13C6。3实现核磁共振的条件是：n0 = g H0 / (2p )。4对于质子来说，仪器的磁场强度如为1.4092T，则激发用的射频频率为60 Hz。5某化合物的NMR谱上有两个峰，值分别为4.0和7.8ppm，如在60MHz仪器上引两峰频率差是228Hz。6进行核磁共振实验时，样品要置磁场中，是因为：在外磁场中，原子核能级才会产生裂分。7在核磁共振实验中，测定质子的化学位移，常用的参比物质是：TMS。8有个共振谱如图，由图分析B质子的屏蔽常数更大。 9上面两个化合物中，带圈质子的共振磁场较大的是A10有A、B、C三种质子，它们的屏蔽常数大小顺序为，试推测其共振磁场H0的大小顺序为_ HA HB HC_ 。11有A，B，C 三种质子，它们的共振磁场大小顺序为，则其化学位移的大小顺序为CBA。12在化合物CHX3 中随着卤素原子X的电负性增加，质子共振信号将向_低_磁场方向移动。13下面五种类型质子和五个化学位移的值，4.26，3.24，2.12，0.77和2.68ppm，请给以归属。H3C-C，_0.77_ H3C-N, _2.68_; H3C-O，_3.24_; H3C-F，_4.26_； H3C-Br _2.12_。14影响质子化学位移的诱导效应是通过 化学键 起作用，而磁各向异性效应是通过 空间关系 起作用。15对于二甲苯()分子中的_2_种类型等性质子，在核磁共振谱上有_2_个信号。16预测乙烷分子(CH3CH3)在NMR谱上信号数目为_1_个，苯在NMR谱上信号 数目有_1_个。17预测下列化合物各有几种等性质子，在NMR谱上有几个信号。(CH3)3-C-O-C(CH3)3有_1_种等性质子，_1_个信号。(CH3)2CH-O-CH-(CH3)2 有_2_种等性质子，_2_个信号。三问答题1、三个不同的质子Ha、Hb、Hc，其屏蔽常数的大小次序为bac，这三种质子在共振