107年:藥學二(第1次)

下列何者的自旋量子數( spin quantum number )為1/2 ?

A¹H
B¹²C
C¹⁴N
D¹⁶O

詳細解析

本題觀念:

原子核自旋量子數(nuclear spin quantum number, I)的判斷規則,及其在核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)光譜學中的應用。

選項分析

(A) ¹H ¹H(氫-1):質子數 = 1(奇數),中子數 = 0(偶數),質量數 = 1(奇數)。依照核自旋量子數規則:「質量數為奇數的原子核,I = 半整數(1/2, 3/2, 5/2...)」→ ¹H 的 I = 1/2。這是 NMR 光譜中最常用的核種,亦是藥物分析的重要工具。此選項正確。

(B) ¹²C ¹²C(碳-12):質子數 = 6(偶數),中子數 = 6(偶數),為偶-偶核種。依規則:「質子數與中子數均為偶數,I = 0」→ ¹²C 的 I = 0,NMR 不活性。(¹³C 的 I = 1/2,但題目問的是 ¹²C)

(C) ¹⁴N ¹⁴N(氮-14):質子數 = 7(奇數),中子數 = 7(奇數),為奇-奇核種。依規則:「質子數與中子數均為奇數,I = 整數(1, 2, 3...)」→ ¹⁴N 的 I = 1,非 1/2。

(D) ¹⁶O ¹⁶O(氧-16):質子數 = 8(偶數),中子數 = 8(偶數),為偶-偶核種。依規則:I = 0,NMR 不活性。

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