Спектральные методы (уф-, ик-, пмр) в установлении строения и идентификации органических соединений

1. Увеличение энергии возбуждения, обычно, соответствует раду электронных переходов:

–1. n  π*  n  σ*  π  π*  σ  σ*;

+2. n  π*  π  π*  n  σ*  σ  σ*;

–3. σ  σ*  π  π*  n  σ*  n  π*;

–4. π  π*  n  π*  σ  σ*  n  σ*;

–5. n  σ*  n  π*  π  π*  σ  σ* .

Увеличение энергии молекулярных орбиталей в общем случае соответствует последовательности: σ < π < n < π^x < σ^x . При возбуждении электрона (в результате поглощения молекулой кванта энергии) происходит его переход на молекулярную орбиталь с более высокой энергией. Поэтому следует выбрать ряд 2.

2. Регистрируемой области электронного спектра, обычно, соответствуют поглощения, вызванные возбуждением электронов:

+1. n  π*;

–2. n  σ*;

–3. π  π* (изолированная кратная связь);

+4. π  π* (в сопряженной системе);

–5. σ  σ*.

Регистрируемой на обычных спектрофотометрах области электронного спектра 200-800 нм соответствуют ближняя ультрафиолетовая и видимая области электромагнитного спектра. Это области сравнительно невысокой энергии. Чтобы возбуждение электронов в молекуле было зарегистрировано, оно должно соответствовать по энергии этой области спектра. В общем случае минимальной энергией возбуждения обладают переходы электронов с несвязывающей молекулярной орбитали на π* разрыхляющую (n→π*) и со связывающей π-молекулярной орбитали на π* разрыхляющую при условии достаточно большого числа молекулярных орбиталей в π-системе (т.е. π→π* в сопряженной системе).

2. Регистрируемая область электронного спектра лежит в диапазоне длин волн:

–1. 10 – 200 нм;

–2. 800 нм – 300 мм;

–3. 4000 – 600 см ^–1;

–4. 300 мм – 200 м;

+. 200 – 800 нм.

Электронный спектр соединения является следствием поглощения его молекулами энергии в результате возбуждений их электронов. Возбуждение электронов требует достаточно высоких энергий. Минимальным значениям таких энергий (ближняя ультрафиолетовая и видимая области) соответствует диапазон длин волн электромагнитного излучения 200-800 нм.

2. Параметрами полосы поглощения в электронном спектре вещества, обычно, является:

+. длина волны в максимуме оптической плотности;

–2. резонансная частота;

–3. частота в минимуме пропускания;

+. коэффициент экстинкции в максимуме поглощения;

–5. химический сдвиг в максимуме поглощения.

Электронный спектр поглощения вещества принято записывать как график зависимости оптической плотности раствора от длины волны А=f (λ). Поэтому каждая полоса поглощения характеризуется длиной волны в максимуме оптической плотности и интенсивностью поглощения, т.е. этой оптической плотностью. Поскольку оптическая плотность зависит от концентрации раствора и толщины поглощающего слоя, вместо нее интенсивность поглощения характеризуют коэффициентом экстинкции ε=^А/_сl, который не зависит от этих условий.

2. При исследовании строения вещества электронный спектр дает информацию:

–1.о числе неэквивалентных кислотных центров молекулы;

+2. об особенностях электронного строения молекулы;

–3. о составе характеристических и функциональных групп молекулы;

+4.о наличии в молекуле сопряженной системы;

+5. о наличии в молекуле кратных связей и гетероатомов.

При исследовании строения вещества его электронный спектр обусловлен поглощением веществом энергии в результате определенных возбуждений электронов. Энергия возбуждения электронов зависит от особенностей электронного строения молекулы, набора ее электронных молекулярных орбиталей. В регистрируемой области электронного спектра, поглощают вещества, строение молекул которых обеспечивает возбуждение электронов π→π* при условии сопряженной системы и n→π*, т.е. молекула должна иметь сопряженную систему π-связей и/или гетероатом с неподеленной парой электронов пиррольного или пиридинового строения.

2. Структурный фрагмент молекулы, который обуславливает ее избирательное поглощение в диапазоне ультрафиолетовой и видимой областей электромагнитного спектра, называется:

–1. характеристическая группа;

–2. кислотный центр;

–3. функциональная группа;

+4. хромофор;

–5. ауксохром.

Избирательное поглощение веществом энергии в ультрафиолетовой и видимой областях электромагнитного спектра обусловлено набором электронных молекулярных орбиталей его молекул. Строение молекулы и ее фрагментов, записанные структурной формулой, позволяет в самых общих чертах прогнозировать тип электронных возбуждений. Принято такие фрагменты строения молекул называть хромофорами.

2. Смещение полосы поглощения в коротковолновом направлении электромагнитного спектра называется:

–1. гиперхромный эффект;

+2. гипсохромное смещение;

–3. гипохромный эффект;

–4. батохромное смещение;

–5. эффект экранирования.

При определенных изменениях условий регистрации электронного спектра или изменениях в строении соединения, которые увеличивают энергию возбуждения электронов молекулы, поглощение веществом энергии происходит при более низких значениях длины волны в максимуме поглощения. Такое изменение (уменьшение) длины волны поглощенного излучения называется гипсохромным смещением полосы поглощения в спектре.

2. Увеличение коэффициента экстинкции полосы поглощения в электронном спектре называется:

+1. гиперхромный эффект;

–2. гипсохромное смещение;

–3. гипохромный эффект;

–4. батохромное смещение;

–5. эффект экранирования.

Гиперхромным эффектом называется увеличение коэффициента экстинкции полосы поглощения в электронном спектре, т.е. увеличение интенсивности поглощения. Гиперхромный эффект свидетельствует об увеличении вероятности электронного возбуждения.

2. Изменение положения полосы поглощения в электронном спектре, которому соответствует увеличение длины волны в максимуме оптической плотности, называется:

–1. гиперхромный эффект;

–2. гипсохромное смещение;

–3. гипохромный эффект;

+4. батохромное смещение;

–5. эффект экранирования.

Батохромным смещением называется увеличение длины волны в максимуме оптической плотности полосы поглощения в электронном спектре. Батохромное смещение полосы поглощения свидетельствует об уменьшении энергии соответствующего возбуждения электронов.

2. Гипохромным эффектом в электронной спектроскопии называется:

–1. увеличение длины волны в максимуме поглощения;

–2. увеличение коэффициента экстинкции;

–3. уменьшение длины волны в максимуме поглощения;

+4. уменьшение коэффициента экстинкции;

+5. уменьшение интенсивности поглощения.

Гипохромным эффектом называется уменьшение интенсивности полосы поглощения в электронном спектре, которое выражается уменьшением соответствующего коэффициента экстинкции (ε=^А/_cl).

2. Электронное строение молекулы бензола обеспечивает такие типы электронных возбуждений, как:

+1. σ  σ*

+2. π  π*;

–3 . n  σ*;

–4 . n  π*;

–5 . n  π*.

σ  σ* и π  π* возбуждения электронов возможны для молекулы бензола, поскольку ее электронное строение представлено только σ и π связывающими и σ* и π* разрыхляющими молекулярными орбиталями, другими словами – в молекуле бензола присутствуют только σ- и π- связи.

2. В электронном спектре бутадиена – 1,3 есть поглощение в области больше 200 нм потому, что:

–1. в его молекуле есть σ – связи;

–2. это непредельное соединение;

+3. это непредельное соединение с сопряженной системой;

+4. его электронное строение делает возможным π  π* возбуждение электронов;

–5. в его молекуле возможны и σσ* электронные переходы.

Бутадиен-1,3 это непредельный углеводород с сопряженной системой π-связей. Его электронное строение делает возможными σ→σ* и π→π* возбуждения электронов. Но в области 200-800 нм регистрируются поглощения, обусловленные только π-π* возбуждением. Энергия возбуждения σ→σ* перехода значительно больше, и соответствующая им длина волны меньше 200 нм.

2. Электронное строение молекулы ацетона обеспечивает такие типы электронных возбуждений, как:

+1. σ  σ*

+2. π  π*;

+ 3. n  σ*;

+ 4. n  π*;

–5 . n  π*.

σ  σ*, π  π*, электронные возбуждения обеспечивает строение молекулы ацетона (диметилкетона), потому что в этой молекуле присутствуют σ- и π- ковалентные связи, а также есть гетероатом с пиридиновым строением.

2. В электронном спектре ацетона поглощение в регистрируемой области обусловлено возбуждением электронов:

–1. σ  σ*

–2. π  π*;

–3 . n  σ*;

+ 4. n  π*;

–5 . n  π*.

Среди возможных электронных возбуждений молекулы ацетона переход является наиболее длинноволновым, то есть имеет достаточно небольшую энергию возбуждения. Поэтому соответствующее этому возбуждению поглощение энергии регистрируется в области выше 200 нм.

2. В электронном спектре ацетальдегида поглощение в регистрируемой области имеет очень низкий коэффициент экстинкции потому, что это поглощение обусловлено переходом электронов:

–1. π  π*;

+2. между молекулярными орбиталями разной симметрии;

–3 . n  π*.

+ 4. n  π*;

+5. который является маловероятным (запрещенным) и поэтому редким.

Для электронного строения молекулы ацетальдегида характерны σ-связи, одна (изолированная) π-связь и гетероатом (кислород) с пиридиновым строением. Поэтому в регистрируемой области выше 200 нм в электронном спектре ацетальдегида наблюдается поглощение обусловленное только низкоэнергетическим возбуждением . Поскольку этот электронный переход совершается между молекулярными орбиталями разной симметрии, он является маловероятным (запрещенным) и поэтому редким. То есть ему соответствует поглощение низкой интенсивности (небольшой коэффициент экстинкции).

2. В регистрируемой области электронного спектра имеют поглощение:

+1. этилацетат;

–2. циклогексан;

+3. фенол;

+4. пиридин;

+5. циклогексадиен – 1,3.

В регистрируемой области (выше 200 нм) электронного спектра имеют, обычно, поглощения соединения, строение которых делает возможными π→π* (в сопряженной системе) и n→π* электронные возбуждения. Этим электронным переходам соответствуют наиболее низкие значения энергии возбуждения. Такие возбуждения возможны для молекул с сопряженной системой π-связей и/или гетероатомом пиррольного или пиридинового строения. Поэтому следует выбрать этилацетат, фенол, пиридин (азин) и циклогексадиен-1,3.

2. В наиболее длинноволновой области электронного спектра поглощает:

–1. циклогексадиен – 1,3;

–2. циклогексадиен – 1,4;

+3. циклогексадиен – 2,5 – он – 1;

–4. циклогексен – 2 – он – 1;

–5. циклогексен.

В наиблее длинноволновой области электронного спектра из ряда предложенных соединений поглощает циклогексадиен-2,5-он, потому что его молекула имеет наиболее протяженную систему сопряженных π-связей и пиридиновый гетероатом. Эти особенности строения обеспечивают молекуле возбуждения электронов π→π* (шесть центров в сопряженной системе) и , которые имеют в предложенном ряду минимальные энергии возбуждения.

2. В качестве растворителей в электронной спектроскопии можно использовать:

+1. гексан;

–2. гексадиен – 1,3;

+3. этанол;

–4. ацетон;

–5. бензол.

В качестве растворителей для электронной спектроскопии из ряда предложенных соединений следует выбрать гексан и этанол, потому что электронное строение этих молекул (отсутствие сопряженных π-связей, пиррольных и пиридиновых гетероатомов) делает невозможным для этих веществ поглощение энергии с длиной волны, соответствующей регистрируемой области (200-800 нм) электронного спектра.

19. Ядерным магнитным резонансом называется возбуждение на более высокий энергетический уровень:

–1. деформационных колебаний атомов;

–2. n – электронов;

+3. ядер атомов;

–4. π – электронов;

–5. валентных колебаний атомов.

Атомное ядро с нечетным числом нуклонов, помещенное в сильное магнитное поле, имеет разную энергию в зависимости от ориентации спина ядра относительно внешнего поля. При взаимодействии такого ядра с радиочастотным электромагнитным излучением возможно поглощение ядром энергии с изменением ориентации спина. Другими словами происходит возбуждение ядра на более высокий энергетический уровень. Такое явление называется ядерным магнитным резонансом.

20. Эффект экранирования протона в молекуле увеличивается при:

–1. действии электроноакцептора;

+2. действии электронодонора;

–3. уменьшении электронной плотности у протона;

+4. увеличении электронной плотности у протона;

–5. увеличении полярности связи водорода с другим атомом.

Эффект экранирования протона в молекуле обусловлен магнитным полем электронов. Поэтому эффект экранирования протона возрастает при увеличении электронной плотности у данного ядра. Электронодонорные заместители увеличивают электронную плотность.

21. Главными характеристиками резонансного сигнала в ПМР спектре являются:

+1. химический сдвиг;

+2. интенсивность;

–3. длина волны в максимуме оптической плотности;

+4. мультиплетность;

+5. константа спин-спинового взаимодействия.

ПМР спектр является источником большого объема информации о строении молекулы соединения. Химические сдвиги протонов отражают распределение в молекуле электронной плотности. Интенсивности сигналов соответствуют числу протонов в каждой группе (протоны с одинаковым химическим сдвигом). Мультиплетность (форма) сигнала дает информацию о числе протонов у соседних атомов. Констатнта спин-спинового взаимодействия позволяет делать выводы, например, об особенностях пространственного строения молекулы.

22. Химический сдвиг протонов увеличивается (слева направо) в следующем ряду:

–1. С–Н О–Н N–Н;

–2. О–Н С–Н N–Н;

–3. N–Н С–Н О–Н;

+4. С–Н N–Н О–Н;

–5. О–Н N–Н С–Н.

Химический сдвиг протонов увеличивается (слева направо) в ряду С-Н N-H O-H, поскольку в этом направлении уменьшается эффект экранирования протонов. Уменьшение эффекта обусловлено возрастанием электроотрицательности атома, который связан с протоном.

23. Химический сдвиг протона (подчеркнут) увеличивается в следующем ряду (слева направо):

–1. СН₃ R R OН R₂ NН;

+2 СН₃ R R₂ NН R OН;

–3. R OН СН₃ R R₂ NН;

–4. R₂ NН СН₃ R R OН;

–5. R OН R₂ NН СН₃ R.

Химический сдвиг протона увеличивается в ряду 2 слева направо, поскольку в этом направлении уменьшается эффект экранирования протона. См. предыдущий тест.

24. Химический сдвиг протона (подчеркнут) увеличивается в следующем ряду (слева направо):

–1. R–NH₂ R–СONН₂ Ar–NН₂;

–2. Ar–NН₂ R–NH₂ R–СONН₂;

–3. R–СONН₂ R–NH₂ Ar–NН₂;

–4. Ar–NН₂ R–СONН₂ R–NH₂;

+5 R–NH₂ Ar–NН₂ R–СONН₂.

Химический сдвиг протона, который подчеркнут, увеличивается слева направо в ряду 5, поскольку в этом направлении уменьшается эффект экранирования протона. Уменьшение эффекта экранирования в данном ряду обусловлено изменением влияния заместителя на группу NH₂: Электронодонорное у алкиламинов, электроноакцепторное у ариламинов, электроноакцепторное более сильное в функциональной группе амидов.

25. Химический сдвиг протона (подчеркнут) увеличивается в следующем ряду (слева направо):

–1. R–ОH R – СOОН Ar–ОН;

–2. R – СOОН R–ОH Ar–ОН;

+3 R–ОH Ar–ОН R – СOОН;

–4. Ar–ОН R–ОH R – СOОН;

–5. R – СOОН Ar–ОН R–ОH.

Химический сдвиг протона, который подчеркнут, увеличивается слева направо в ряду 3, поскольку в этом направлении уменьшается эффект экранирования протона. Уменьшение эффекта экранирования в данном ряду обусловлено изменением влияния заместители на группу ОН: электронодонорное у спиртов, электроноакцепторное у фенолов, электроноакцепторное более сильное в карбоксильной группе.

26. Эффект экранирования протона (подчеркнут) увеличивается (слева направо) в следующих рядах:

+1 R–COOН Ar OН R– OH;

–2. R– NН₂ R–СONН₂ Ar–NН₂;

–3. R₂ NН СН₃ R R– OH;

–4. Ar NH₂ R–СONН₂ R– NН₂;

+5 R – СН =O R₂С = CН R СН₃ R.

Эффект экранирования протона, который подчеркнут, увеличивается слева направо в рядах 1 и 5. В этом направлении электронное влияние заместителя у группы ОН изменяется: сильное электроноакцепторное в карбоксильной группе, электроноакцепторное у фенолов, электронодонорное у спиртов. В этом же направении уменьшается и полярность связи СН.

27. Мультиплетность сигнала протонов (подчеркнуты) в ПМР– спектре пировиноградной кислоты равна:

–1 . 3;

+2. 1;

–3. 2;

–4. 5;

–5. 4.

Мультиплетность сигнала протонов, которые подчеркнуты, равна 1. То есть сигнал является синглетным, поскольку у соседнего к метильной группе атома молекулы отсутствуют протоны (n+1 = 0+1 =>1).

28. Число групп сигналов в ПМР– спектре пировиноградной кислоты равно:

–1. 3;

–2. 1;

+3. 2;

–4. 5;

–5. 4.

Число групп сигналов в ПМР-спектре пировиноградной кислоты равно двум, поскольку две группы протонов в этой молекулы различаются по эффекту их экранирования.

29. Мультиплетность сигнала протонов (подчеркнуты) в ПМР– спектре изомасляной кислоты равна:

–1 . 1;

+2. 2;

–3. 3;

–4. 5;

–5. 7.

Мультиплетность сигнала протонов, которые подчеркнуты, в ПМР-спектре изомасляной кислоты равна 2 (то есть сигнал имеет форму дублета), потому что у соседнего к метильным группам атома углерода в молекуле есть только один протон (n+1 = 1+1 => 2).

30. Мультиплетность сигнала протонов (подчеркнуты) в ПМР– спектре изомасляной кислоты равна:

–1 . 1;

–2. 2;

–3. 3;

–4. 5;

+5. мультиплет.

Мультиплетность сигнала протона, который подчеркнут, в ПМР-спектре изомасляной кислоты соответствует гептету, то есть мультиплету. Большая мультиплетность сигнала обусловлена влиянием поля шести протонов у соседних к группе >СН – атомов (n+1 = 6+1 => 7).

31. Число групп сигналов в ПМР– спектре изомасляной кислоты равно:

–1. 1;

–2. 2;

+3. 3;

–4. 5;

–5. 7.

Число групп сигналов в ПМР-спектре изомасляной кислоты равно трем, потому что три группы протонов этой молекулы (2СН₃-, >CH- и O-H) различаются по эффекту их экранирования.

32. Число групп сигналов в ПМР– спектре трет.– бутилового спирта равно:

+1. 2;

–2. 4;

–3. 1;

–4. 5;

–5. 3.

Число групп сигналов в ПМР-спектре трет.-бутилового спирта (2-метилпропанол-2) равно двум, потому что в молекуле есть только две группы протонов (3СН₃-, О-Н), которые различаются эффектом их экранирования.

33. Отношение интенсивностей сигналов в ПМР– спектре трет.– бутилового спирта соответствует записи:

–1 . 3 : 3 : 3 : 1;

+2. 9 : 1;

–3. 3 : 6 : 1;

–4. 3 : 1;

–5. 1 : 1 : 1.

Отношение интенсивностей сигналов в ПМР-спектре трет.-бутилового спирта (2-метил-пропанол-2) соответствует 9:1, поскольку интенсивность каждого сигнала в спектре пропорциональна числу протонов в группе ядер с одинаковым химическим сдвигом. См. также предыдущий тест.

34. Практическая инфракрасная спектроскопия использует, обычно, диапазон электромагнитного спектра:

–1. 200 нм – 800 нм;

–2. 300 мм – 200 м;

–3. 10^–3 нм – 10 нм;

+4. 4000 см ^–1 – 600 см ^–1;

–5. 400 нм – 800 нм.

Инфракрасная спектроскопия изучает поглощение веществом энергии в инфракрасной и микроволновой областях электромагнитного спектра, которым соответствует интервал длины волны от 800 нм до 300 мм. Но практическая инфракрасная спектроскопия работает на гораздо более узком участке спектра, который в волновых числах (1/λ) может быть представлен как 4000-600 (см^-1).

35. Валентные колебания атомов в молекуле изменяют:

–1. валентные углы;

–2. энергию валентных электронов;

–3. магнитное состояние ядер атомов;

+4. энергию всей молекулы;

+5. длину химических связей.

Валентными называют колебания атомов в молекуле, которые изменяют длину химической связи, расстояния между ядрами химически связанных атомов. При этом изменяется энергия этих атомов (характеристической группы) и энергия всей молекулы.

36. Деформационные колебания атомов в молекуле изменяют:

+1. валентные углы;

–2. энергию валентных электронов;

–3. магнитное состояние ядер атомов;

+4. энергию всей молекулы;

–5. длину химических связей.

Деформационными называют колебания атомов в молекуле, которые изменяют валентные углы, т.е. углы между химическими связями. При этом применяется энергия характеристической группы атомов и энергия всей молекулы.

37. Возможны следующие типы колебаний атомов в молекуле:

–1. маятниковые;

+2. валентные симметричные;

+3. деформационные асимметричные;

+4. валентные асимметричные;

+5. деформационные симметричные.

Колебания атомов в составе молекулы принято классифицировать на валентные (деформирующие химическую связь), деформационные (изменяющие углы между связями), симметричные и асимметричные (в зависимости от сохранения или изменения симметрии молекулы в результате валентных и деформационных колебаний).

38. Пара связанных атомов, колебания которых мало зависят от состава и строения остальной части молекулы, называется:

–1. ауксохром;

–2. кислотный центр;

–3. хромофор;

–4. функциональная группа;

+5. характеристическая группа.

Пару связанных атомов, энергия колебаний которых мало зависит от химического окружения, принято называть в инфракрасной спектроскопии характеристической группой. Функциональная группа в общем случае более сложная структурная часть молекулы, чем характеристическая группа (например, альдегидная группа состоит из двух характеристических групп: С=О и С-Н).

39. Функциональная группа карбоновых кислот имеет характеристические группы:

+1. О – Н;

–2. О – N;

–3. C – C;

+4. C = O;

+5. C – O.

Большинство характеристических групп состоят из двух химически связанных атомов. Поэтому функциональная группа карбоновых кислот «составлена» из трех характеристических групп .

40. Функциональная группа сложных эфиров состоит из характеристических групп:

–1. О – Н;

+2. С – О;

–3. С – С;

+4. С = О;

–5. С = С.

Характеристическая группа состоит, обычно, из двух атомов, поэтому в функциональной группе сложных эфиров присутствуют две характеристические группы: .

41. Функциональная группа амидов в общем случае состоит из характеристических групп:

+1. N – Н;

–2. О – Н;

+3. С – N;

+4. С = О;

–5. С = С.

Функциональная группа амидов: характеристические группы.

42. Все первичные амины имеют характеристические группы:

–1. О – Н;

+2. N – H;

–3. N – O;

–4. N = O;

+5 N – C.

43. Все вторичные амины имеют характеристические группы:

–1. О – Н;

+2 N – H;

–3. N – O;

–4. N = O;

+5. N – C.

44. Все третичные амины имеют характеристические группы:

–1. О – Н;

–2. N – H;

–3. N – O;

–4. N = O;

+5. N – C.

45. Характеристические частоты валентных колебаний С – Н алканов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3300 – 3250;

+3. 3000 – 2800;

–4. 3100 – 3000;

–5. 1680 – 1450.

Большинство характеристических частот валентных колебаний имеют значения от 4000 до 1000 см^-1 и распределяются в порядке, обусловленном уменьшением прочности связи и увеличением приведенной массы характеристической группы. Максимальные частоты имеют двухатомные характеристические группы с атомом водорода в своем составе. Уменьшение характеристических частот остальных групп соответствует, главным образом, уменьшению прочности связи в ряду от характеристических групп с тройной связью до групп с простой (одинарной) связью. Изменение характеристических частот в ряду групп и , также соответствует некоторому увеличению длины и уменьшению прочности связи С – Н. Поэтому характеристические частоты валентных колебаний С – Н алканов имеют диапазон 3000-2800 см^-1, т.е. наиболее низкие значения для данного ряда групп.

46. Характеристические частоты валентных колебаний Сsp² – Н алкенов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3300 – 3250;

–3. 3000 – 2800;

+4. 3100 – 3000;

–5. 1680 – 1450.

Длина и прочность связи в характеристической группе Сsp² – Н имеют промежуточные значения в ряду групп и . Поэтому характеристические частоты валентных колебаний С – Н алкенов имеют диапазон 3100-3000 см^-1. См. также предыдущий тест.

47. Характеристические частоты валентных колебаний Сsp – Н алкинов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

+2. 3300 – 3250;

–3. 3000 – 2800;

–4. 3100 – 3000;

–5. 1680 – 1450.

Характеристическая группа  С – Н в ряду и , имеет наиболее короткую и прочную связь. Поэтому характеристические частоты валентных колебаний Сsp-Н алкинов имеют наиболее высокий диапазон 3300-3250 см^-1. См. также предыдущие тесты.

48. Характеристические частоты валентных колебаний Сsp² – Н аренов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3300 – 3250;

–3. 3000 – 2800;

+4. 3100 – 3000;

–5. 1680 – 1450.

Характеристические частоты валентных колебаний группы Сsp² – Н аренов имеют, практически, тот же диапазон, что и частоты колебаний группы С – Н алкенов, то есть 3100-3000. См. предыдущие тесты.

49. Характеристические частоты валентных колебаний С = С алкенов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3100 – 3000;

–2. 2300 – 2100;

–3. 1800 – 1680;

+4. 1680 – 1600;

–5. 1600 – 1450 (несколько полос).

В ряду характеристических частот валентных колебаний групп с кратными (тройной, двойной) и простой связями частоты колебаний группы С = С алкенов занимают промежуточный диапазон 1680-1600 см^-1, что соответствует промежуточным в данном ряду значениям длины и прочности двойной связи.

50. Характеристические частоты валентных колебаний С ≡ С алкинов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3100 – 3000;

+2. 2300 – 2100;

–3. 1800 – 1680;

–4. 1680 – 1600;

–5. 1600 – 1450 (несколько полос).

В ряду характеристических частот валентных колебаний групп с кратными (тройной, двойной) и простой связями частоты колебаний группы С  С алкинов имеют максимальные значения 2300-2100 см^-1, поскольку в данном ряду тройная связь является наиболее короткой и поэтому наиболее прочной.

51. Характеристические частоты валентных колебаний С = С аренов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3100 – 3000;

–2. 2300 – 2100;

–3. 1800 – 1680;

–4. 1680 – 1600;

+5. 1600 – 1450 (несколько полос).

Характеристические частоты валентных колебаний группы С = С аренов имеют значения 1600-1450 см^-1, несколько более низкие, чем в случае алкенов вследствие делокализации π-электронной плотности в молекулах аренов и некоторого уменьшения таким образом прочности связей.

52. Характеристические частоты валентных колебаний О – Н спиртов и фенолов имеют диапазон (см ^–1):

+1. 3600 – 3200;

–2. 3100 – 3000;

–3. 3000 – 2800;

–4. 2700 – 2500;

–5. 2300 – 2100.

Характеристические частоты валентных колебаний группы О – Н спиртов и фенолов имеют значения 3600-3200 см^-1, максимальные для групп Х – Н. Это соответствует максимальной прочности связи О – Н относительно связей водорода с азотом (N-H), углеродом (С-Н) и некоторых других.

53. Характеристические частоты валентных колебаний О – Н карбоновых кислот имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3100 – 3000;

–3. 3000 – 2800;

+4. 3000 – 2500;

–5. 2300 – 2100.

Характеристические частоты валентных колебаний группы О – Н в составе карбоксильной функциональной группы карбоновых кислот имеют значения 3000-2500 см^-1, заметно более низкие, чем частоты колебаний такой же характеристической группы спиртов и фенолов. В составе карбоксильной группы, из-за особенностей электронного строения этой функциональной группы, значительно увеличена способность к гетеролитическому расщеплению связи О – Н и подвижность ее протона.

54. Характеристические частоты валентных колебаний S – Н тиолов и тиофенолов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3500 – 3300;

–2. 3100 – 3000;

–3. 3000 – 2800;

+4. 2600 – 2550;

–5. 2300 – 2100.

Характеристические частоты валентных колебаний группы S – H тиолов и тиофенолов имеют значения 2600-2550 см^-1, наиболее низкие в ряду частот колебаний групп О – Н, N – H, C – H, S – H. Связь S – H имеет в этом ряду максимальную длину и минимальную энергию.

55. Характеристические частоты валентных колебаний N – Н первичных и вторичных аминов имеют диапазон (см ^–1):

+1. 3500 – 3300;

–2. 3100 – 3000;

–3. 3000 – 2800;

–4. 2600 – 2550;

–5. 2300 – 2100.

Характеристические частоты валентных колебаний группы N – H аминов имеют значения 3500-3300 см^-1, несколько меньшие, чем у группы О – Н. Такое различие характеристических частот согласуется с уменьшением энергии связи N-Н относительно О-Н.

56. Характеристические частоты валентных колебаний С ≡ N нитрилов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3000 – 2800;

+3. 2300 – 2200;

–4. 1740 – 1680;

–5. 1680 – 1600.

Характеристические частоты валентных колебаний группы C  N нитрилов имеют значения 2300-2200 см^-1, несколько более высокие, чем у группы С  С алкинов, такое различие согласуется с тем, что связь С  N более короткая и прочная (больше энергия связи).

57. Характеристические частоты валентных колебаний С = О альдегидов и кетонов имеют диапазон (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3000 – 2800;

3. 2300 – 2200;

+4. 1740 – 1680;

–5. 1680 – 1600.

Характеристические частоты валентных колебаний группы С = О, альдегидов и кетонов имеют значения 1740-1680 см^-1, несколько более высокие, чем у группы С = С алкенов. Такое различие частот колебаний согласуется с тем, что связь С = О более короткая и прочная.

58. Характеристические частоты валентных колебаний С = О карбоновых кислот лежат внутри диапазона (см ^–1):

–1. 3600 – 3200;

–2. 3000 – 2800;

–3. 2300 – 2200;

+4. 1740 – 1680;

–5. 1680 – 1600.

Характеристические частоты валентных колебаний группы С = О в составе функциональной группы карбоновых кислот имеют значения 1740-1680 см^-1 и, практически, не отличаются от частот колебаний этой группы у альдегидов и кетонов.

59. Характеристическая полоса 2110 см^–1 может соответствовать инфракрасному спектру:

+1. циклогексина;

+2. n – нитрофенилдиазоний хлорида;

–3. 4 – нитро – 4′ - сульфоазобензола;

–4. бензилового спирта;

+5. гексина – 1.

Характеристическая частота 2110 см^-1 соответствует валентным колебаниям группы атомов с тройной связью. Такую характеристическую группу среди предложенных соединений имеют циклогексин (С  С), n-нитрофенил диазоний хлорид (N^  N) и гексин-1 (С  С).

60. Характеристическая полоса 1715 см^–1 может соответствовать инфракрасному спектру:

+1. циклогексанона;

–2. стирола (винилбензол);

–3. ментола (2 – изопропил – 5 – метил – циклогексанол);

+4. глутаровой кислоты;

+5. бензальдегида.

Характеристическая полоса 1715 см^-1 соответствует характеристической группе атомов С=О. Такую характеристическую группу среди предложенных соединений имеют циклогексанон (>С=О), глутаровая кислота (>С=О в составе карбоксильной функциональной группы), бензальдегид (>С=О в составе альдегидной функциональной группы).

61. Характеристическая полоса в диапазоне 1740 – 1680 см^–1 может соответствовать инфракрасному спектру:

–1. арена;

–2. алкена;

+3. альдегида;

+4. кетона;

– 5. азосоединения.

Характеристическая полоса в диапазоне 1740-1680 см^-1 инфракрасного спектра может соответствовать характеристической группе С=О. Поэтому следует выбрать альдегид и кетон.

62. Инфракрасный спектр с набором нескольких полос поглощения в диапазоне 1600 – 1450 см^–1, может соответствовать:

–1. ацетальдегиду;

+2. фенолу;

–3. циклогексену;

+4. метилфенилкетону;

–5. циклогексанолу.

Несколько полос поглощения в диапазоне 1600-1450 см^-1 инфракрасного спектра характерны для группы С=С ароматического ядра. Такую характеристическую группу имеют среди предложенных молекулы фенола и метилфенилкетона.