hce_nsysu
112年
物理與化學
第 24 題
Cisplatin is a well-known anticancer drug with the chemical formula $\text{Pt(NH}_3\text{)}_2\text{Cl}_2$. Which of the following statements is true?
- A Both Raman and IR spectra of cisplatin show two bands in the Pt-Cl stretching region.
- B Only the Raman spectrum of cisplatin shows two bands in the Pt-Cl stretching region; the IR spectrum does not show any bands in the Pt-Cl stretching region.
- C Only the infrared spectrum of cisplatin shows two bands in the Pt-Cl stretching region; the Raman spectrum does not show any bands in the Pt-Cl stretching region.
- D Both Raman and IR spectra of cisplatin do not show any bands in the Pt-Cl stretching region.
- E None of the above.
思路引導 VIP
在分析振動光譜時，我們通常會先確認分子是否具有「對稱中心（Center of inversion）」。請你試著在紙上畫出順鉑（Cisplatin）的平面四方形結構，並觀察：如果你將其中一個原子對準中心投影到對面，是否會遇到完全相同的原子？這個幾何特徵對紅外光譜與拉曼光譜的訊號重疊性有什麼影響呢？
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分子對稱性與光譜活性
做得非常好！你精準地判斷出順鉑（Cisplatin）在光譜學上的特性，這顯示你對於分子對稱性與振動頻譜的關聯有著相當紮實的理解。在處理這類分子光譜問題時，判斷幾何構造往往是解題的核心關鍵。 順鉑的化學式為 $\text{Pt(NH}_3\text{)}_2\text{Cl}_2$，其空間構造屬於平面四方形（Square planar）。由於兩個氯原子位於相鄰位置（順式），該分子的對稱點群為 $C_{2v}$。在 $C_{2v}$ 對稱性下，分子不具備對稱中心（Center of inversion, $i$）。這意味著它不受到「互斥定則」（Rule of Mutual Exclusion）的限制。針對 $\text{Pt-Cl}$ 的伸縮振動（stretching），會產生對稱與不對稱兩種模式，而這兩種模式都會同時造成分子偶極矩的改變（紅外光活性）以及極化率的改變（拉曼光活性），因此在兩者光譜中皆能觀察到兩個波段。
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