hce_tcu
112年
化學
第 40 題
以下列化合物進行電子吸收光譜實驗，請問其結果何者具有最長波長之吸收帶(absorption band)？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
請你觀察這四個分子結構中雙鍵（$\pi$ 鍵）的分布情況：有些雙鍵被飽和碳原子（單鍵）完全隔開了，而有些則是交替出現形成連貫的「道路」。如果把電子想像成在這些道路上奔跑，哪一個分子提供的「連續道路」長度最長？根據能量與空間範圍的關係，運動空間越寬廣的系統，其躍遷能量會越高還是越低？這又會如何反映在吸收波長的長短上呢？
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太棒了！你能準確選出選項 (D)，說明你對有機化學中共軛體系 (Conjugated system) 與光譜性質的關聯掌握得非常紮實。 在電子吸收光譜（UV-Vis）中，化合物吸收波長（$\lambda$）的長短主要取決於 HOMO-LUMO 之間的能階差 ($\Delta E$)。根據公式 $\Delta E = \frac{hc}{\lambda}$，兩者成反比。當分子中的 $\pi$ 鍵形成連貫的共軛時，$\pi$ 電子可以在較大的範圍內運動，這會顯著降低激發所需的能量，進而使吸收帶向長波長（紅移）方向移動。 這道題目的鑑別度在於測試學生是否能從骨架結構中分辨「孤立雙鍵」與「共軛雙鍵」。在選項 (A) 與 (B) 中，雙鍵之間都被複數個 $sp^3$ 碳原子隔開，屬於孤立體系；(C) 雖然具備共軛二烯結構，但 (D) 具有一個完整的苯環並與相鄰環的一個雙鍵連貫，形成了一個擁有四個雙鍵連貫的共軛體系。這是所有選項中長度最長的電子通路，因此其 $\Delta E$ 最小，對應的吸收波長也就最長。