第八章现代物理实验方法的应用 .指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型 解:(1).兀-π*(2).n-0*(3).n-兀* n-0 I-ll (1).CH3 CH=CH2 CHSCH3-CH-CH CH」HccH2 (4). CH3 CH2OCH2CH (5). CH2=CH-CH=O 2.按紫外吸收波长长短的顺序,排列下列各组化合物。 解:(1) (2). CH3-CH=CH-CH=CH2>CH=CH-CH=CH2>CH2=CH2 (3). CH3 I>CH3 Br>CH3 CI (5)反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯
1 第八章 现代物理实验方法的应用 1． 指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型 解：⑴. π-π* ⑵．n-σ* ⑶．n-π* ⑷． n-σ* ⑸. п-п* (1).CH3CH2CH=CH2 (2)． (3) ． ⑷．CH3CH2OCH2CH3 (5).CH2=CH-CH=O 2． 按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。 解：⑴. ⑵．CH3-CH=CH-CH=CH2>CH2=CH-CH=CH2>CH2=CH2 ⑶．CH3I>CH3Br>CH3Cl ⑷． ⑸.反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯 ⑴
(2). CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH (3). CH3I CH3 Br CH3CI NO2 (5).反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯 3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带 解:可在近紫外区产生吸收带的化合物是(4),(5),(6) (1) CHaCH2CHCH3 H3 (2). CH3 CH2OCH(CH3 )2 (3).CH3CH2C≡CH (4). CHBCCH2CH3 (5)CH2=C=O
2 ⑵．CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH2 (3)．CH3I CH3Br CH3Cl ⑷． ⑸. 反-1,2-二苯乙烯 顺-1,2-二苯乙烯 3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带. 解:可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹ (1) (2)．CH3CH2OCH(CH3)2 (3)．CH3CH2C≡CH (4)． (5) CH2=C=O
(6).CH2=CH-CH=CH-CH3 4.图8-34和图8-35分别是乙酸乙酯和1-已烯的红外光谱图,试识别各 图的主要吸收峰 解:图8-34己酸乙酯的R图的主要吸收峰是:①2870-2960cm1为 -CH3>CH2的VcH碳氢键伸缩振动②.1730cm-为Vc=o羰基伸缩振 动,③1380cm1是CH3的CH弯曲振动,④.1025cm,1050CM1为Vcoc 伸缩振动 图8-35,1-己烯的IR图主要吸收峰是①=CH伸缩振动,②.CH>CH2 中CH伸缩振动, 伸缩振动④C-H不对称弯曲振动⑤C-H对称弯曲振动. ⑥RCH=CH2一取代烯 故长/ 19152双 CH,-C-0-CiCH, 16011如m臧 被&n 图8-32乙酸乙酯的IR因
3 (6).CH2=CH-CH=CH-CH3 4.图 8-34 和图 8-35 分别是乙酸乙酯和 1-己烯的红外光谱图,试识别各 图的主要吸收峰: 解: 图 8-34 己酸乙酯的 IR 图的主要吸收峰是: ①.2870-2960cm-1为 -CH3,>CH2的 VC-H 碳氢键伸缩振动,②.1730cm-1为 VC=O羰基伸缩振 动,③.1380cm-1是-CH3的C-H 弯曲振动,④.1025cm-1 ,1050CM-1为VC-O-C 伸缩振动. 图 8-35,1-己烯的 IR 图主要吸收峰是①.=C-H 伸缩振动,②.-CH3,>CH2 中 C-H 伸缩振动, ③. 伸缩振动,④.C-H不对称弯曲振动.⑤.C-H 对称弯曲振动. ⑥.R-CH=CH2一取代烯
/ CHICH,), CH→cH=CH 亩南d 霞/m 由8-331·己烯的IR图 5指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体 解:(1)CH3HCHC-H和CH2C= C-CH2OH 前者vc=c:1650cm-,vc=o:1720cm1左右 后者vec:220cm1,VoH:3200-3600cm1 BH (2)C6H5CC-H=CH面外弯曲,反式,980-965cm1 强峰 CaH5CBH5 C-H面外弯曲,顺式730-650峰形弱而宽 G CH3 CCH3 和 在共轭体系中,羰基吸收波数低于 非共轭体系的羰基吸收 (4) 中的CCC伸缩振动1p0m○中的
4 5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体: 解: （1） 和 CH3-C≡C-CH2OH. 前者:νC=C：1650cm-1 , νC=O：1720cm-1左右. 后者:νC=C：2200cm-1 , ν-O-H：3200-3600cm-1 （2 ） =C-H 面外弯曲,反式,980-965cm-1 强 峰 =C-H 面外弯曲,顺式,730-650 峰形弱而宽. ⑶. 和 ,在共轭体系中,羰基吸收波数低于 非共轭体系的羰基吸收. ⑷. 中的 C=C=C 伸缩振动 1980cm-1. 中的 C=C
伸缩振动1650cm1 (、Hcc吸收波数vsc,m在20240m左右 HSC C-N-CH-CH2 在 H C=C-H的面外弯曲振动910-905cm (1 CHa - CH-CHC-H 和CH3-C=C-CH2OH Ccsc/CeHs CeHs.eHs CeH6 H (3) cH CCH3 和
5 伸缩振动 1650cm-1 . （5） 吸收波数 νC≡N>νC=C=N ， νC≡N 在 2260-2240cm-1 左右. 在 C=C-H 的面外弯曲振动 910-905cm-1 （1） 和 CH3-C≡C-CH2OH. （2） （3） 和 ⑷
HSoC-CN- CH-CH2 6化合物E,分子式为CsH6,可使 Br/CCI4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理, 有白色沉淀生成;E的红外光谱如图8-34所示,E的结构是什么? 解:①.3300cm是=CH伸缩振动,②.3100cm-1是Ar-H的伸缩振 动,③.2200cm1是C≡C的伸缩振动。④.1600-145lcm是苯环的 骨架振动。⑤.710cm1,770cm1表示苯环上单取代,所以化合物E 的结构是:>C=CH 波长! 0+30100112aa+ 波数!cm 7.试解释如下现象:乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在3350 cm-1处都有有一个宽的OH吸收带,当用CCl4稀释这两种醇溶液时, 6
6 （5） 6.化合物E,分子式为C8H6,可使Br/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理, 有白色沉淀生成；E 的红外光谱如图 8-34 所示，E 的结构是什么？ 解：①．3300 cm-1是≡C-H 伸缩振动，②．3100 cm-1是 Ar-H 的伸缩振 动，③．2200 cm-1是 C≡C 的伸缩振动。④．1600-1451 cm-1是苯环的 骨架振动。⑤．710 cm-1，770 cm-1表示苯环上单取代，所以化合物 E 的结构是： 7．试解释如下现象：乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在 3350 cm-1 处都有有一个宽的 O-H 吸收带，当用 CCl4 稀释这两种醇溶液时
乙二醇光谱的这个吸收带不变,而乙醇光谱的这个带被在3600cm 个尖峰代替。 解:在3350cm1是络合OH的IR吸收带,在3600cm1尖峰是游离OH 吸收峰,乙醇形成分子间氢键,溶液稀释后,OH由缔合态变为游离 态,乙二醇形成分子内氢键,当溶液稀释时,缔合基没有变化,吸收 CH2 ch2 峰吸收位置不变 8.预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号? 解: 个 (2).4个(必须是高精密仪器,因有顺反异构 (3).4个(有顺反异构) (4).2个 (5).3个 (7).3个 (8).4个 (1). CH3 CH2 CH3 (2) CH3CH-CH2 (3). CH3-CH=CH (4)反-2-丁烯
7 乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在 3600 cm-1 一个尖峰代替。 解：在3350 cm-1是络合-OH 的 IR 吸收带，在3600 cm-1尖峰是游离-OH 吸收峰，乙醇形成分子间氢键，溶液稀释后，-OH 由缔合态变为游离 态，乙二醇形成分子内氢键，当溶液稀释时，缔合基没有变化，吸收 峰吸收位置不变。 8．预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？ 解： ⑴. 2 个 ⑵. 4 个（必须是高精密仪器，因有顺反异构） ⑶. 4 个 （有顺反异构） ⑷. 2 个 ⑸. 3 个 ⑹. 1 个 ⑺. 3 个 ⑻. 4 个 ⑴.CH3CH2CH2CH3 （2） （3）.CH3-CH=CH2 （4）反-2-丁烯
(5)1,2-二溴丙烷 (6)CH2 BrCI (7) (8)2-氯丁烷 1.按化学位移δ值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列成 序 (1)δb>8a (2)δb>a(3)8a>δb (4) δa>δb>6c>δd(5)6a>8b(6)8a>δc>δb(7)8b> (8)δb>δa>δc a bb CH3CH2CHA CH3 (3) CH3CH2OCH2CH C6H5 CH3 Cl2CHCH2Cl CICH2 CH2Br
8 （5）1,2-二溴丙烷 （6）CH2BrCl （7） （8）2-氯丁烷 11.按化学位移 δ 值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列成 序. （1） δb>δa （2） δb>δa （3）δa>δb （4） δa>δb>δc>δd （5） δa>δb （6） δa>δc>δb （7） δb>δa （8） δb>δa>δc （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8）
a b CH3C-OCH2CH3 HCHO 12.在室温下环己烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂成 两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的NMR图。 解:在室温下,环已烷的环以104-105次/秒快速转动,使命个α 键质子与6个e键质子处于平均环境中,所以室温下,NR图只有一 个单峰。当温度降至-100℃时,环己烷的转环速度很慢,所以在NMR 图中可记录下α键质子和e键质子各有一个单峰。即有两个峰 13.化合物A,分子式为CH12,图8-35图解-36分别是它的核磁共振 普和红外光谱,写出A的结构 解:化合物A的结构为: IR中:710-690和810-750有吸收,为间二取代芳烃
9 12.在室温下,环己烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂成 两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的 NMR 图。 解：在室温下，环己烷的环以 104-105 次/秒快速转动，使命个 α 键质子与 6 个 e 键质子处于平均环境中，所以室温下，NMR 图只有一 个单峰。当温度降至-100℃时，环己烷的转环速度很慢，所以在 NMR 图中可记录下 α 键质子和 e 键质子各有一个单峰。即有两个峰。 13．化合物 A，分子式为 C9H12，图 8-35 图解-36 分别是它的核磁共振 普和红外光谱，写出 A 的结构。 解：化合物 A 的结构为： IR 中：710-690 和 810-750 有吸收，为间二取代芳烃
/Hz 4H 1009:08:07:06.03:040302010 a/pon 皱数cm 501300901000 1 长! 自话化合物A的』R團 14推测具有下列分子式及NMR谱的化合物的构造式,并标出各组 CH3CHCH 峰的相对面积。解:(a): 峰面积比为6:1 (b):Br2CHCH3峰面积比为3:1 (c):ClCH2CH2CHCl峰面积比为2:1
10 14.推测具有下列分子式及 NMR 谱的化合物的构造式，并标出各组 峰的相对面积。 解：（a）： 峰面积比为 6:1 （b）：Br2CHCH3峰面积比为 3:1 （c）：ClCH2CH2CH2Cl 峰面积比为 2:1