下列何種鍵結在紅外光光譜中的吸收波長最短？

本題觀念：

本題考紅外光光譜(infrared spectroscopy, IR)中不同鍵結的振動吸收波長。關鍵在理解：波長(wavelength)與波數(wavenumber)成反比，且振動頻率由 Hooke's law 決定——鍵結力常數越大（鍵越強）或原子質量越小（尤其含氫），吸收波數越高（波長越短）。

選項分析

(A) C-C C-C 單鍵為最弱的化學鍵，伸縮振動(stretching vibration)出現在 800–1300 cm⁻¹，波數最低、波長最長，不是最短。

(B) C-H C-H 鍵雖然是單鍵，但氫原子質量極小（1 amu），根據 Hooke's law，折合質量(reduced mass, $\mu$)極小，導致振動頻率很高，吸收波數約 2850–3100 cm⁻¹（sp³ 約 2850–2960 cm⁻¹；sp² 約 3000–3100 cm⁻¹）。

(C) O-H ✓ 氧的原子量（16 amu）比碳（12 amu）稍重，但 O-H 鍵的折合質量仍然極小（分母含氫），且 O-H 鍵的鍵能較高（≈460 kJ/mol vs C-H ≈413 kJ/mol），兩者相加使 O-H 伸縮振動頻率最高，出現在 3200–3600 cm⁻¹（游離 O-H 約 3580–3650 cm⁻¹；氫鍵

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