题目
某物质能吸收红外光波,产生红外吸收谱图,其分子结构必然是() A. 具有对称性B. 具有不饱和键C. 振动过程发生偶极矩的变化D. 具有共轭体系
某物质能吸收红外光波,产生红外吸收谱图,其分子结构必然是()
- A. 具有对称性
- B. 具有不饱和键
- C. 振动过程发生偶极矩的变化
- D. 具有共轭体系
题目解答
答案
C
解析
红外光谱的产生机制是解题的核心。分子吸收红外光的关键在于振动过程中偶极矩的变化。根据光谱选择定则,只有当分子振动导致偶极矩改变时,才能与红外光发生相互作用,产生吸收峰。因此,题目考查的是对这一基本原理的理解,而非分子结构的具体特征(如对称性、不饱和键等)。
选项分析
A. 具有对称性
对称性可能限制偶极矩的变化。例如,对称分子(如$O_2$、$CO_2$)的某些对称振动可能不改变偶极矩,导致红外不活跃。但题目要求“必然”产生红外吸收,因此对称性并非必要条件。
B. 具有不饱和键
不饱和键(如双键、三键)可能更容易产生偶极矩变化,但并非绝对。例如,乙炔($C_2H_2$)的对称伸缩振动可能不改变偶极矩,而某些含极性单键的分子(如$HCl$)因振动时偶极矩变化显著,仍能产生红外吸收。因此,不饱和键不是必要条件。
C. 振动过程发生偶极矩的变化
这是红外吸收的必要条件。无论分子结构如何,只要能吸收红外光,必然存在振动引起的偶极矩变化。例如,极性分子(如$HCl$)的振动通常伴随偶极矩变化,而非极性分子(如$CO_2$)的某些振动也可能因不对称性产生偶极矩变化。
D. 具有共轭体系
共轭体系可能影响吸收波长,但与是否产生红外吸收无直接关系。例如,非共轭分子(如乙烷)的某些振动仍可能因偶极矩变化而产生红外吸收。因此,共轭体系并非必要条件。