ИКС

ИКС

1) Для гармонического осциллятора термы колебательных состояний

пред­ставляют собой набор эквидистантных значений:

.

Учитывая правило отбора для колебательных переходов (), оцените

величину , обусловленную любым возможным разрешенным переходом.

Варианты ответов:

6. невозможно оценить из-за неопределенности типа перехода

Ответ: 3

2) Какие из перечисленных особенностей характерны для средней

ИК-области спектра (4000-400 см^-1)?

1. В этой области характерно отсутствие перекрывания полос

2. Это область большинства групповых колебаний и «отпечатков пальцев»

3. В этой области можно изучать вращательную структуру газов

4. Это область выполнения закона Бугера-Ламберта-Бера

5. Эта область наиболее подходит для изучения колебаний кристаллической

решетки соединений с ионной структурой

6. В этой области наиболее часто наблюдаются батохромные сдвиги полос поглощения.

Ответ: 2

3) В ИК-спектре пиковая интенсивность в максимуме поглощения связана с величиной:

Ответ: 3

4) Какое из приведенных утверждений верно?

1. Число полос поглощения в ИК-спектре определяется длиной волны поглощаемого излучения.

2. Положение полос поглощения в ИК-спектре не зависит от природы поглощающего вещества.

3. Ширина и форма полос поглощения в ИК-спектре зависят от агрегатного состояния вещества.

4. Величина поглощения обратно пропорциональна энергии диссоциации химической связи (D).

5. Максимумы поглощения пиков в ИК-спектре (T_max) характеризуются величиной F, называемой

энергией внутримолекулярных колебаний.

6. Число полос поглощения в ИК-спектре больше для линейных молекул (в сравнении с нелинейными),

т.к. для них число возможных внутренних колебаний больше на единицу (3N-5).

Ответ: 3

5) ИК-спектроскопия - это раздел спектроскопии, включающий получение,

исследование и применение спектров … в инфракрасной области спектра.

1. испускания и поглощения

2. поглощения и отражения

3. поглощения и рассеяния

4. испускания, поглощения и отражения

5. испускания, поглощения, отражения и рассеяния

Ответ: 4

6) Оцените число возможных деформационных

колебаний для молекулы фторида бора:

Ответ: 3

7) Какому номеру соответствует крутильное колебание?

Ответ: 5

8) Сколько валентных и сколько деформационных колебаний

может иметь молекула хлорокиси фосфора?

Ответ: 4 валентных и 5 деформационных

9) На рисунке представлен спектр некоторого соединения. Используя подсказки определите,

к какому из перечисленных соединений принадлежит спектр.

Подсказки

Поглощение в области 1460, 1380 и 725 см^-1 обусловлено различными

деформационными колебаниями С-Н-связей.

Кроме валентных колебаний sp² С-Н-групп известны другие группировки,

проявляющиеся при частотах выше 3000 см^-1. Наиболее важная из них это О-Н - группа спиртов.

Валентные колебания двойной связи C=O проявляются интенсивным сигналом в интервале 1800-1650 см^-1.

Валентные колебания ацилгалогенидной группы проявляются в интервале 1815-1770 см^-1.

Ответ: Бензиловый спирт

10) В каких координатах обычно представляют ИК-спектр поглощения?

1. коэффициент пропускания T=I₀/I - частота ν (или длина волны λ)

2. коэффициент пропускания T=I/I₀ - частота ν (или длина волны λ)

3. коэффициент молярного поглощения ε_λ - частота ν (или длина волны λ)

4. оптическая плотность А=[I₀-I]/I - частота ν (или длина волны λ)

5. оптическая плотность А=[I-I₀]/I₀ - частота ν (или длина волны λ)

6. оптическая плотность А=lgT - частота ν (или длина волны λ)

Ответ: 2

11) Что можно сказать о веществах А и Б, ИК-спектры которых представлены на рисунке?

Варианты ответов:

1. А и Б вероятно одно и т о же вещество, но с разной концентрацией

2. А и Б вероятно одно и т о же вещество, находящееся в разных агрегатных состояниях

3. А и Б вероятно одно и т о же вещество, ИК-спектры которого сняты в разных

растворителях или при разных условиях

4. А и Б вероятно одно и т о же вещество различной степени чистоты

5. А и Б вероятно гомологи

6. А и Б вероятно изомеры

Ответ: 6

12) Что используют в качестве источников ИК-излучения в ИК-спектрометрах?

Ответ: глобар

13) Необходимо получить ИК-спектр стеариновой кислоты.

Выберите подходящий способ для подготовки пробы.

Ответ: Растереть образец с вазелиновым маслом, поместить в кювету с КБр

14) ИК-спектроскопия занимается главным образом изучением … спектров,

так как в ИК-области расположено большинство ... .

1. атомных; колебательных и вращательных спектров атомов, образующих молекулу

2. молекулярных; колебательных и вращательных спектров молекул

3. ионных; колебательных и вращательных спектров ионов, входящих в состав молекул

4. атомных и молекулярных; колебательных и вращательных спектров атомов, входящих в состав молекул

5. молекулярных и ионных; колебательных и вращательных спектров атомов и ионов, входящих в состав молекул

6. атомных, молекулярных и ионных; колебательных и вращательных спектров частиц, образующих молекулу

Ответ: 2

15) Две неизвестные двухатомные молекулы имеют по одному колебательному пику

в ИК спектре поглощения. Молекула XY поглощает при более высокой частоте,

чем молекула WZ. Какие из следующих утверждений верны?

ОТВЕТ: Xy имеет большую массу чем wz

16) В инфракрасной спектроскопии наиболее широкое распространение получило

исследование ИК-спектров …, которые возникают в результате … ИК-излучения

при прохождении его через вещество.

1. поглощения; поглощения

2. испускания; поглощения

3. рассеяния; отражения

4. отражения; рассеяния

5. поглощения; испускания характеристического

6. поглощения, испускания и рассеяния; поглощения

ОТВЕТ: 1

17) Частоту колебаний вдоль линии связи, соединяющей два атома в молекуле,

описываемой моделью гармонического осциллятора, можно описать законом

Гука, который позволяет вычислить частоту колебаний:

ОТВЕТ:2

18) В модели гармонического осциллятора потенциальная энергия колебаний описывается

параболой с вершиной, соответствующей рав­новесному расстоянию между атомами r₀

и представляется графически как система эвидистантных уровней энергии.

Что происходит с молекулой, когда колебательное квантовое число V=0?

отВЕТ: происходят безизлучательные колебательные движения молекулы

19) Оцените число возможных колебаний, направленных вдоль

связей для молекулы цианистого водорода:

Ответ: 2

20) Какому номеру соответствует веерное колебание?

Ответ: 6

21) Оцените число возможных валентных колебаний

для молекулы диметилхлорсилана:

отВЕТ: 8

22) Молекула, подчиняющаяся модели гармонического осциллятора …

1. может находиться только на нулевом колебательном уровне

2. меняет колебательное квантовое число только на единицу

3. имеет в спектре общее число полос, соответствующее числу разрешенных

колебательных переходов

4. может иметь колебательную энергию, равную нулю, поскольку колебательное

квантовое число V может принимать нулевое значение

5. имеет полосу поглощения в спектре с максимумом, соответствующем

энергии нулевого колебательного терма

6. может совершать колебательные переходы в соответствии с принципом Паули

Ответ: 2

23) Приёмники ИК- излучения основаны на преобразовании энергии ИК-излучения

в другие виды энергии, которые могут быть измерены обычными методами.

Существуют тепловые и фотоэлектрические приёмники. Из перечисленных ниже

выберите приёмник, относящийся к первому типу.

Ответ: болометр

24) Кюветы из какого материала чаще всего используют,

работая в ИК-области спектра?

Ответ: кюветы с окнами из КБр

25) Какие из перечисленных особенностей характерны для ближней

ИК-области спектра (12500-4000 см^-1)?

1. В этой области характерно отсутствие перекрывания полос

2. Это область большинства групповых колебаний и «отпечатков пальцев»

3. В этой области можно изучать вращательную структуру газов

4. Это область выполнения закона Бугера-Ламберта-Бера

5. Эта область наиболее подходит для изучения колебаний кристаллической

решетки соединений с ионной структурой

6. В этой области наиболее часто наблюдаются батохромные сдвиги полос поглощения.

Ответ: 2 + 6

26) В ИК-спектре проявляются только те колебания, которые …

Ответ: вызывают изменение дипольного момента молекулы

27) Как влияет образование водородных связей в молекулах на

положение полос поглоще­ния в ИК-спектрах?

1. Образование водородной связи связано с возникновением синглета

в области внеплоских деформационных колебаний

2. Чем прочнее водородная связь, тем более ярко выражен для нее

характеристический максимум поглощения, наблюдаемый в наиболее

длинноволновой области спектра

3. Чем проч­нее водородная связь, тем выше частота колебаний

4. Чем проч­нее водородная связь, тем ниже частота колебаний

5. Водородная связь «прозрачна» в ИК-области спектра, т.к. ее образование

не связано с возникновением колебаний атомов в молекуле

ответ: 4

28) Волновые числа менее 1500 см^-1 соответствуют разнообразным совместным колебаниям …,

а также деформационным колебаниям и валентным колебаниям с участием …. Характер

спектра в этой области, очень богатой полосами, уникален для каждой отдель­ной молекулы.

Поэтому ее часто называют областью отпечатков пальцев.

Ответ: Простых связей межмолекулярного каркаса

29) Как рассчитывают светопропускание в методе базисных линий,

используемом для количественного анализа?

1. Рассчитывают величину Tʹ=AB/BC, а затем A=-lgTʹ

2. Рассчитывают величину Tʹ= BC/AB, а затем A=-lgTʹ

3. Рассчитывают величину Tʹ=BC/AC, а затем A=-lgTʹ

4. Рассчитывают величину Tʹ= BC/AC, а затем A=-lg(Tʹ/v)

5. Рассчитывают величину Tʹ=AC/BC, а затем A=-lgTʹ

6. Рассчитывают величину Tʹ= AC/BC, а затем A=-lg(Tʹ/v)

ОТВЕТ: 3

30) В колебательном спектре симметричной многоатомной молекулы по сравнению

со спектром несимметричной молекулы с таким же числом атомов ...

ОТВЕТ: число полос увеличится

31) На рисунке представлена принципиальная схема инфракрасного спектрометра,

работающего по двулучевой схеме на нулевом методе.

Какие составные части прибора изображены под номерами 6, 8, 10 и 11?

Варианты ответов:

1. № 6 - образец сравнения; № 8 - исследуемый образец; № 10 - детектор; 11 - щель

2. № 6 - образец сравнения; № 8 - компенсатор; № 10 - коллиматор; 11 - собирающая линза

3. № 6 - линза; № 8 - линза; № 10 - детектор (призма); 11 - штифт Нернста

4. № 6 - исследуемый образец; № 8 - образец сравнения; № 10 - собирающая линза; 11 - компенсатор

5. № 6 - исследуемый образец; № 8 - образец сравнения; № 10 - монохроматор (призма); 11 - детектор

6. № 6 -образец сравнения; № 8 - исследуемый ; № 10 - монохроматор (призма); 11 - фотометрический клин

ОТВЕТ: 5

32) Какой эффект вносит наибольший вклад в ширину спектральных полос

в колебательном спектре конденсированной фазы?

ОТВЕТ: МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

33) Энергия в колебательных движениях молекул квантована.

Ее величина для гармонического осциллятора может быть

описана выражением:

ОТВЕТ: 5

34) При исследовании структуры веществ методом ИК-спектроскопии необходимо

придерживаться следующих основных положений.

Какое из этих положений НЕ ВЕРНО?

1. Для регистрации ИК-спектра следует использовать чистое ве­щество.

2. Отсутствие полосы в некоторой области частот - весьма на­дежное доказательство

того, что соответствующий структур­ный фрагмент в молекуле отсутствует. Однако

наличие по­лосы еще не свидетельствует, что в молекуле имеется данная группа.

3. Для рассматриваемой группы следует найти все ее характери­стические спектральные полосы.

4. При идентификации соединения следует помнить, что ИКС не позволяет идентифицировать

пространственные и конформационные изомеры.

5. Не все полосы ИК-спектра одинаково информативны. Необ­ходимо в первую очередь

исследовать полосы в тех областях спектра, где их мало.

6. Достоверное отнесение структуры возможно лишь тогда, ко­гда все характеристические

полосы проидентифицированы и имеется спектр аналогично построенного соединения

для срав­нения.

ОТВЕТ: 4

35) В коротко­волновой области 3700-2800 см^-1 находятся частоты колебаний свя­зей ….

Затем следует область валентных колебаний …, а при еще больших длинах волн - ….

Ответ: атом водорода, углерода, кислорода, азота, тройных, двойных

36) Оцените общее число возможных внутренних колебаний для

молекулы трихлорметилхлоркарбоната (дифосгена):

Ответ:18

37) Каким образом можно идентифицировать орто-и мета-изомеры нитрофенола

принимая во внимание только тот факт, что орто-нитрофенол образует

внутримолекулярные водородные связи, а мета-нитрофенол образует

межмолекулярные водородные связи?

1. По возникновению характеристической частоты колебаний ОН-связи вблизи 3600 см^-1.

2. По сдвигу характеристической частоты колебаний ОН-связи с 3600 см-1 до 3500-2500 см^-1.

3. В результате значительно более сильного смещения полосы поглощения ОН-связи в

область низких частот для изомера мета-нитрофенола.

4. По зависимости частоты колебаний ОН-связи от концентрации растворов изомеров.

5. Идентифицировать невозможно, поскольку необходимо также принимать во внимание

характеристические частоты изомерных групп (1,2 и 1,3 положение) в ароматическом кольце.

Ответ: 4

38) Средняя ИК-область для количественного анализа не столь при­годна,

как УФ- или видимая область. Почему?

1. Интенсивность источников излучения и чувствительность детекторов здесь невелика.

2. Ввиду недостаточной монохро­матичности излучения связь между оптической

плотностью и кон­центрацией поглощающего компонента оказывается нелинейной,

не подчиняющейся закону Бугера-Ламберта-Бера.

3. Дополнительные сложности создает очень малая толщина кювет, которую трудно

воспроизвести и точно измерить.

4. Уровень рассеянного излучения в средней ИК-области значительно выше,

чем в УФ- или видимой.

5. В средней ИК-области значения молярного коэффициента поглощения слишком велики,

в результате чувствительность определения резко снижается.

6. Средняя ИК-область - это область проявления межмолекулярных взаимодействий

(напр. образования водородных и ассоциативных связей), доля которых

непосредственно связана с концентрацией анализируемого вещества, что препятствует

проведению количественного анализа.

ОтВЕТ: 1-4 верны, 5-6 нт