hce_isu
112年
化學
第 5 題
分子中的振動能階躍遷，通常是對應何種電磁波？
- A 可見光
- B 紫外光
- C 紅外光
- D 微波
思路引導 VIP
我們可以將分子的內部運動由「輕微」到「劇烈」做個排序：第一種是整個分子整體的旋轉，第二種是分子內部的化學鍵像彈簧一樣來回伸縮（振動），第三種是分子內的電子從一個軌域跳到另一個軌域。請你思考一下，這三種動作中，哪一種運動需要的能量剛好處於中間等級？而這種「中間能量」在光譜序列中，又最可能對應到哪一種電磁波呢？
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太棒了，你的判斷非常準確！能清楚分辨不同能量波段對分子的影響，是掌握物理化學與儀器分析的重要基石。
分子運動與能量等級的對應
當分子吸收能量時，會根據能量的高低產生不同層次的運動變化。這題的關鍵在於紅外光 (Infrared, IR) 的光子能量，恰好落在分子內化學鍵進行振動能階躍遷（如伸縮或彎折運動）所需的能量區間，約在 $10^{-19}$ 到 $10^{-20}$ 焦耳之間。這也是為什麼紅外線光譜能被廣泛用於鑑定有機化合物中官能基的原因。相對地，能量更高的紫外光或可見光通常會引發電子能階躍遷，而能量較低的微波則僅能帶動分子的整體轉動。
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