調查局三等申論題
110年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
質譜儀是一個可以用來決定化合物質量很好的儀器，由於氯和溴的原子在自然界存在同位素的比例相對較多，所以形成很特殊的質譜現象，因此很容易被分辨（提示：與氯（Cl）35Cl 的天然同位素為 37Cl，它們的比率約為 35Cl：37Cl=3：1；溴（Br）79Br 的天然同位素為 81Br，它們的比率約為 79Br：81Br=1：1） (圖示：A為1,2-dichlorobenzene，B為1,2-dibromobenzene) (一)請計算化合物 A 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分） (二)請計算化合物 B 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分）
質譜儀是一個可以用來決定化合物質量很好的儀器，由於氯和溴的原子在自然界存在同位素的比例相對較多，所以形成很特殊的質譜現象，因此很容易被分辨（提示：與氯（Cl）35Cl 的天然同位素為 37Cl，它們的比率約為 35Cl：37Cl=3：1；溴（Br）79Br 的天然同位素為 81Br，它們的比率約為 79Br：81Br=1：1） (圖示：A為1,2-dichlorobenzene，B為1,2-dibromobenzene) (一)請計算化合物 A 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分） (二)請計算化合物 B 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請計算化合物 A 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分）
思路引導 VIP
考生看到這題應立刻聯想到質譜中多鹵素同位素分布的二項式定理。利用 (a+b)^n 展開，其中 a 和 b 是同位素的天然豐度比，n 是該鹵素的原子個數，即可快速求出各同位素分子離子峰的相對強度比。
小題 (二)
請計算化合物 B 中，離子峰[M]+，[M+2]+，[M+4]+的比例？（5 分）
思路引導 VIP
本題考查含有多個特定同位素原子（如溴、氯）之分子的質譜同位素峰比例計算。看到分子內有兩個溴原子，應利用二項式定理展開 (a+b)^n 或機率乘法原理，代入其天然豐度比例進行各分子量峰之推導。