仪器分析-习题解答(3)

A和C是无色物质，B是吸光物质；（2）A和B是吸光物质，C是无色物质；（3）A是吸光物质，B和C是无色物质（分光光度滴定曲线：以吸光度为纵坐标，以滴定剂体积为横标作图）。

解：

12.试说明和比较下列术语 复合光和单色光

单色器和色散元件

棱镜d? /d? d? /dn dn / d?

荧光激发光谱和荧光发射光谱 辐射跃迁和非辐射跃迁 红移和紫移

复合光和单色光 一束具有多种波长的光称为复合光，具有单一波长的光称为单色光．

单色器和色散元件 单色器是一种能将辐射分解成它的各成分波长，并能从中分出任一所需部分的仪器部件。单色器有一个棱镜或光栅色散元件。 棱镜d? /d?

指棱镜的角色散率，是指两条波长相差d?的光线被棱镜色散后所分开的角度d?。 d? /dn――表示作为棱镜材料折射率函数的? 的变化。 dn / d?――表示折射率随波长的变化。

荧光激发光谱和荧光发射光谱 改变激发光波长，在荧光最强的波长处测量荧光强度的变化，作激发光波长与荧光强度的关系曲线，可得到激发光谱，激发光谱实质上就是荧光物质的吸收光谱。保持激发光波长和强度不变，测量不同波长处荧光强度的分布，作荧光波长与荧光强度的关系曲线，可得到荧光光谱或称发射光谱。

辐射跃迁和非辐射跃迁 一个分子的电子能态的激发包含了电子从基态跃迁到激发态的任一振动能态，处在激发态的分子是不稳定的，在返回低能级的过程中产生辐射，称为辐射跃迁，不产生辐射，则称为非辐射跃迁．

红移和紫移 在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向(红移)或短波方向(蓝移)移动的现象。

13.试举例说明生色团和助色团。

答：分子中含有非键或?键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起?–?*和n–?*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。主要的生色团有–C=O、–N=N–、–N=O等。

含有孤对电子(非键电子对)，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，如–OH、–OR、–NHR、–SH、–Cl、–Br、–I等。

14.试比较双光束和双波长分光光度法在仪器结构上有何不同，双波长分光光度法的原理是什么？ 答：(1) 双光束分光光度计，在单色器的后面放置一切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。

双波长分光光度计，将同一光源发出的辐射通过两个单独调节的单色器，产生两条不同波长的光，分别进行测定。

(2)由于双波长分光光度计采用统一光源，调节仪器使两波长处光强度相等，则两波长处吸光度之差为ΔA= Aλ2 –Aλ1 = (ελ2 –ελ1)bc

即输出信号ΔA浓度c成正比．消除了参比溶液和样品溶液组成不同带来的误差。

15.与紫外分光光度计比较，荧光分光光度计有何不同。 答：光源：激发光源强度比吸收测量中的光源强度大。 单色器：两个单色器，激发单色器和发射单色器。 检测器：荧光强度很弱，检测器有较高的灵敏度。 试样池：荧光分析中要求用石英材料。

由于荧光强度与透过光强度相比小得多，在测量荧光时必须严格消除透过光的影响，在测量荧光计的仪器中，是在与入射光和透过光垂直的方向上来测量荧光。

（荧光光度计有两个单色器，且入射光路与检测系统的光路垂直。）

第四章 红外分光光光度法(书后习题参考答案)

1．CO的红外光谱在2 170cm-1处有一振动吸收峰．问 （1）CO键的力常数是多少？

（2）14CO的对应峰应在多少波数处发生吸收？

mC?126.022?10166.022?10?23?23解：碳原子的质量

?2.0?10?23g

?23 氧原子的质量

mO??2.6?10g

?? (1) ζ =2071cm-1

k?(2?c?)212?ck(mC?mO)mC?mO?

10mCmOmC?mO(2?3.14?3?10?2170)?2?2.6?10?232?46

(2?2.6)?10

=18.6×105 dyn·cm-1=18.6N·cm-1(厘米克秒制)

mC?146.022?1023 (2)CO

??14

?2.3?10?23g

5?2312?3.14?3?1010?18.6?10?(2.3?2.6)?102.3?2.6?10?46?2071

cm-1

?2 或

?1?mC14?mOmC14?mO?mC12?mOmC12?mO ζ =2080cm-1

2．已知C―H键的力常数为5N/cm，试计算C―H键伸展振动的吸收峰在何波数？若将氘（D）置换H，C―D键的振动吸收峰为多少波数． 解：C-H键：k=5N·cm-1=5.0×105dyn·cm-1 碳原子的质量：mC=2.0×10-23g,

mH?16.022?1026.022?10?23?23氢原子的质量：

?0.17?10?23g

?23氘原子的质量：

mD??0.34?10g

??依??12?ck(m1?m2)m1?m21得

?5?10?(2.0?0.17)?102.0?0.17?10?465?232?3.14?3?1010?2996cm-1

??12?3.14?3?1010?5?10?(2.0?0.34)?102.0?0.34?10?465?23?2199cm-1

3．指出以下振动在红外光谱中是活性的还是非活性的

分 子 振 动 （1）CH3一CH3 C―C伸缩振动 （2）CH3一CC13 C―C伸缩振动 （3）SO2 对称伸缩振动 （4）CH2=CH2 C―H伸缩振动

HC CHHH

（5）CH2=CH2 C―H伸缩振动

HC CHHH

（6）CH2=CH2 CH2摆动

HC CHHH

（7）CH2=CH2 CH2扭曲振动

HC CHHH

解：非红外活性：(1), (5), (7) 红外活性：(2), (4), (6), (8)

4．下面三个图形（图4-20）分别为二甲苯的三种异构体的红外光谱图。请说明各个图形分别属于何种异构体（邻、间、对位）？并指明图中主要吸收峰的来源。 解：分别为间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯

主要吸收峰来源：苯环骨架振动，1700cm-1~2000cm-1

C-H面外弯曲振动，650~900cm-1

5．有一种苯的氯化物在900~660cm区域没有吸收峰，它的可能结构是什么？ 答：C6Cl6 (六六六)

6．图4-21是由组成为C3H6O的纯液体获得的红外谱图，试推断这种化合物的结构。

O-1

答：丙酮

CH3-C-CH3

7．下面两个化合物的红外光谱有何不同？

O（a）

CH2－NH2

(b) CH3－C－N(CH3)2

答：红外光谱不同点：

(a)3300cm，N-H伸缩振动（宽且强），CH2-伸缩振动峰，

苯环骨架振动峰(1600cm-1附近)，一取代指纹峰(770~730, 710~690cm-1)

(b)1680cm, C=O强伸缩振动峰，甲基的伸缩振动峰(2928cm)

8．某化合物分子式为C5H8O，有下面的红外吸收带：3 020 ，2 900，1 690和1 620 cm-1；在紫外区，它的吸收峰在227nm处（?=10）。试提出一个结构，并说明它是否是唯一可能的结构。

O4

-1

-1

-1

答：CH3-C-CH=CH-CH3，否．

9. 下面两个化合物中哪一个νC=O吸收带出现在较高频率，为什么？

(a)

CHO

(b)

(CH3)2N－CHO

答：(a)化合物的羰基吸收带出现在较高频率．

N原子提供孤对电子，与苯环、C=O形成大π键，中介效应．

10. 举例说明分子的基本振动形式。 答：

CO2和H2O的振动模式

11. 试说明产生红外吸 …… 此处隐藏：1672字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……