题目
22.CO₂分子的振动自由度为4,在红外光谱中产生4个基频峰。A. 对B. 错
22.CO₂分子的振动自由度为4,在红外光谱中产生4个基频峰。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
考查要点:本题主要考查分子振动自由度与红外光谱基频峰数量的关系,涉及分子对称性对红外活性的影响。
解题核心思路:
- 振动自由度计算:线性分子振动自由度公式为 $3N-5$($N$ 为原子数)。
- 红外活性判断:并非所有振动模式都具有红外活性,需分析分子振动是否引起偶极矩变化。
- CO₂的特殊性:CO₂为线性对称分子,部分振动模式(如对称伸缩)不改变偶极矩,因此不产生红外吸收峰。
破题关键点:
- CO₂的振动自由度为4,但其中对称伸缩振动不具有红外活性,实际红外光谱中仅出现3个基频峰。
振动自由度计算
CO₂为线性分子,原子数 $N=3$,代入公式:
$\text{振动自由度} = 3N - 5 = 3 \times 3 - 5 = 4$
因此,CO₂共有4种振动模式。
红外活性分析
- 对称伸缩振动:
两端的氧原子同步向内或向外移动,分子整体对称性未被破坏,偶极矩不变,无红外活性。 - 反对称伸缩振动:
两端氧原子反向移动(一进一出),分子偶极矩发生周期性变化,具有红外活性。 - 弯曲振动(两种模式):
氧原子在垂直于分子轴的两个不同平面上弯曲振动,均引起偶极矩变化,两种模式均具有红外活性。
综上,红外活性模式共3种,对应3个基频峰。