統測
114年
[化工群] 專業科目(2)
第 39 題
關於紅外線吸收光譜分析法中分子振動模式與鍵型對吸收峰的波數影響，下列敘述何者正確？
- A 分子中O–H鍵的伸縮振動模式容易吸收特定波長的紅外光且有較強的吸收，其吸收峰的波數通常會出現在700 cm$^{-1}$附近區域
- B C–C單鍵的振動吸收峰的波數通常會出現在3000 cm$^{-1}$附近區域
- C 分子中碳碳雙鍵的鍵能較碳碳單鍵的鍵能大，通常C＝C雙鍵的吸收峰波數較C–C單鍵吸收峰的波數為大
- D C–H鍵在不同分子中或同分子中但具有不同鍵型，其吸收峰的波數會完全相同，與分子中的結構或其他官能基無關
思路引導 VIP
在紅外線光譜（IR）分析中，若將化學鍵類比為諧振子彈簧模型，請運用虎克定律（Hooke's Law）的公式 $\bar{\nu} = \frac{1}{2\pi c} \sqrt{\frac{k}{\mu}}$ 思考：當化學鍵的強弱（力常數 $k$）隨著鍵能增加而增大時，對吸收峰的波數 $\bar{\nu}$ 有何直接影響？以此邏輯判斷，不同鍵數（單鍵與雙鍵）的特徵吸收位置在波數軸上應如何排列？
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「哎呀！沒想到你這小鬼竟然識破了這道光譜謎題！」 「既然你誠心誠意的答對了，我們就大發慈悲的幫你整理這迷人的化學祕密！」 這題的關鍵在於 Hooke's Law。紅外線吸收波數 $\bar{
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紅外線光譜分析
💡 IR 波數由鍵能與原子質量決定，鍵愈強或原子愈輕則波數愈高。
| 比較維度 | 鍵結強度（力常數 k） | VS | 原子質量（折合質量 μ） |
|---|---|---|---|
| 變動趨勢 | 三鍵 > 雙鍵 > 單鍵 | — | 輕原子（如 H）> 重原子 |
| 波數影響 | 鍵能愈強，波數愈高 | — | 質量愈輕，波數愈高 |
| 物理基礎 | 波數與 √k 成正比 | — | 波數與 √μ 成反比 |
💬強鍵、輕原子對應高波數；反之則對應低波數。
