习题解答

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1、第九章习题解答1.试简述产生吸收光谱的原因．解:分子具有不同的特征能级,当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁．同原子一样,分子吸收能量具有量子化特征．记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱．2.电子跃迁有哪几种类型？这些类型的跃迁各处于什么补偿范围?解：从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外－可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的σ电子,形成双键的π电子以及未共享的或称为非键的ν电子．电子跃迁发生在电子基态分子轨道和反键轨道之间或基态原子的非键轨道和反键轨道之间.处于基态的电子吸收了一定的能量的光子之后,可分别发生σ→σ，σ→π＊，π

2、→σ，n→σ＊，π→π,n→π等跃迁类型.π→π＊,n→π＊所需能量较小,吸收波长大多落在紫外和可见光区,是紫外-可见吸收光谱的主要跃迁类型.四种主要跃迁类型所需能量∆Ｅ大小顺序为:ｎ→π＜π→π≤ｎ→σ＊〈σ→σ＊。一般σ→σ跃迁波长处于远紫外区，＜200ｎm,π→π,ｎ→ｓ跃迁位于远紫外到近紫外区,波长大致在15０-250nm之间，ｎ→π跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于25０nｍ-800ｎm之间．3.何谓助色团及生色团？试举例说明．解：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团,例如CH４的吸收峰波长位于远紫外区,小于150nｍ但是当

3、分子中引入—ＯＨ后,甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm,－OＨ起到助色团的作用.当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区,这种不饱和基团成为生色团．例如,CH2CH2的最大吸收波长位于１７１nm处，而乙烷则位于远紫外区．4。有机化合物的紫外吸收光谱中有哪几种类型的吸收带?它们产生的原因是什么?有什么特点?解:首先有机化合物吸收光谱中,如果存在饱和基团,则有s→s跃迁吸收带，这是由于饱和基团存在基态和激发态的s电子,这类跃迁的吸收带位于远紫外区．如果还存在杂原子基团,则有n→s＊跃迁，这是由于电子由非键的n

4、轨道向反键ｓ轨道跃迁的结果，这类跃迁位于远紫外到近紫外区,而且跃迁峰强度比较低.如果存在不饱和C=Ｃ双键，则有p→p＊,n→p跃迁，这类跃迁位于近紫外区,而且强度较高.如果分子中存在两个以上的双键共轭体系,则会有强的K吸收带存在，吸收峰位置位于近紫外到可见光区．对于芳香族化合物,一般在１85nm，204nm左右有两个强吸收带,分别成为Ｅ１,E2吸收带,如果存在生色团取代基与苯环共轭，则E2吸收带与生色团的K带合并，并且发生红移，而且会在2３0-2７0nm处出现较弱的精细吸收带（B带）.这些都是芳香族化合物的特征吸收带．５.在有机化合物的鉴定及结构推测上,紫外吸收光谱

5、所提供的信息具有什么特点?解：紫外吸收光谱提供的信息基本上是关于分子中生色团和助色团的信息,而不能提供整个分子的信息，即紫外光谱可以提供一些官能团的重要信息,所以只凭紫外光谱数据尚不能完全确定物质的分子结构，还必须与其它方法配合起来．6.距离说明紫外吸收光谱在分析上有哪些应用.解:(1)紫外光谱可以用于有机化合物的定性分析，通过测定物质的最大吸收波长和吸光系数，或者将未知化合物的紫外吸收光谱与标准谱图对照，可以确定化合物的存在,(２）可以用来推断有机化合物的结构,例如确定1,２-二苯乙烯的顺反异构体.（３)进行化合物纯度的检查，例如可利用甲醇溶液吸收光谱中在２5６n

6、ｍ处是否存在苯的Ｂ吸收带来确定是否含有微量杂质苯．(4)进行有机化合物、配合物或部分无机化合物的定量测定,这是紫外吸收光谱的最重要的用途之一。其原理为利用物质的吸光度与浓度之间的线性关系来进行定量测定。10．紫外及可见分光光度计与可见分光光度计比较，有什么不同之处?为什么？解:首先光源不同,紫外用氢灯或氘灯,而可见用钨灯,因为二者发出的光的波长范围不同．从单色器来说,如果用棱镜做单色器，则紫外必须使用石英棱镜，可见则石英棱镜或玻璃棱镜均可使用，而光栅则二者均可使用,这主要是由于玻璃能吸收紫外光的缘故．从吸收池来看，紫外只能使用石英吸收池,而可见则玻璃、石英均可使用，

7、原因同上.从检测器来看，可见区一般使用氧化铯光电管,它适用的波长范围为625—1000ｎm，紫外用锑铯光电管,其波长范围为200—6２５nm。第十章红外光谱法习题解答1。产生红外吸收的条件是什么？是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么？解：条件:激发能与分子的振动能级差相匹配，，同时有偶极矩的变化并非所有的分子振动都会产生红外吸收光谱,,具有红外吸收活性，只有发生偶极矩的变化时才会产生红外光谱.3．何谓基团频率？它有什么重要用途？解:与一定结构单元相联系的振动频率称为基团频率,基团频率大多集中在400０-1３50ｃm－1,称为基团频率区,基团频率可用于鉴