高考申論題
106年
[化學工程] 儀器分析
第 三 題
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
請問CO2有無紅外線吸收光譜與拉曼光譜,請說明其原由。(5分)
思路引導 VIP
看到二氧化碳(CO2)，考生應立刻聯想其為具有「對稱中心」的直線型分子。接著代入紅外線（偶極矩改變）與拉曼（極化率改變）的選擇定則，並運用「相互排斥原理」來解釋為何它兩者光譜皆有，但對應的振動吸收峰完全不重疊。
小題 (一)
何謂拉曼效應?何謂拉曼位移?(5分)
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想「光子與分子電子雲的非彈性散射」物理機制，並點出「極化率改變」的選擇定則。作答時需明確區分拉曼效應的微觀能量躍遷過程，以及拉曼位移作為宏觀分子指紋且「與激發光源波長無關」的重要儀器分析特性。
小題 (二)
請說明為何 N2 及 Cl2 無紅外線吸收而有拉曼效應,請就此現象說明紅外線吸收光譜與拉曼光譜原理的主要差異。(5分)
思路引導 VIP
解題關鍵在於掌握紅外光譜(IR)與拉曼光譜(Raman)的『選擇定則(Selection Rules)』。思考方向應先指出 N2 與 Cl2 的分子對稱性，接著分別帶入偶極矩變化(IR)與極化率變化(Raman)的物理意義進行論述，最後以條列對照方式總結兩種光譜的原理差異。