專技高考-藥師(一)藥學(二)(包括藥物分析與生藥學(含中藥學))114 年第 16 題單選題
下列關於核磁共振譜的敘述,何者錯誤?
A一般而言,同一個檢品碳譜所需的測試時間比氫譜多
B在同一台核磁共振儀,碳核的共振頻率比氫核低
C碳譜訊號的來源是樣品中12C核種正確答案
D同一檢品,碳譜的訊雜比通常較氫譜低
C正確答案
NMR訊號來自具磁矩的奇數核種,碳譜是13C而非12C(12C無自旋無訊號)。
為什麼答案是 C
錯誤(本題要選)。12C核自旋量子數I=0,無磁矩,不產生NMR訊號。碳譜的訊號來源是具I=1/2的13C核種,而非12C。此為NMR最經典的陷阱題。
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完整詳解
Pro · 無限重點 NMR訊號來自具磁矩的奇數核種,碳譜是13C而非12C(12C無自旋無訊號)。
記住:12C自旋I=0,沒有NMR訊號;碳譜看的是天然豐度僅1.1%的13C。
逐選項分析
A✕
正確。13C天然豐度僅約1.1%,靈敏度低,需累積更多次掃描(scan)才能得到足夠訊號,故測試時間比1H長。
B✕
正確。核的共振頻率與旋磁比(γ)成正比,13C的γ約為1H的1/4,故在同一磁場下,13C共振頻率較1H低(例如400MHz儀器中,1H為400MHz、13C約100MHz)。
C✓ 正確
錯誤(本題要選)。12C核自旋量子數I=0,無磁矩,不產生NMR訊號。碳譜的訊號來源是具I=1/2的13C核種,而非12C。此為NMR最經典的陷阱題。
D✕
正確。因13C天然豐度低(1.1%)且旋磁比小,靈敏度僅為1H的約1/6000,故訊雜比(S/N)通常比氫譜低很多。
1H NMR vs 13C NMR 比較
| 項目 | 1H NMR | 13C NMR | 備註 |
|---|
| 觀測核種 | 1H (I=1/2) | 13C (I=1/2) | 12C無訊號 |
| 天然豐度 | 99.98% | 1.1% | 碳譜靈敏度低主因 |
| 旋磁比(γ) | 高 | 約為1H的1/4 | 影響共振頻率 |
| 共振頻率 | 高(如400MHz) | 低(如100MHz) | 同一磁場下 |
| 測試時間 | 短 | 長 | 需累積多次掃描 |
| 訊雜比(S/N) | 高 | 低 | 約為1H的1/6000 |
命題把「13C」偷換成「12C」,考生若未注意同位素差異容易看走眼。關鍵記憶:NMR只能觀測核自旋I≠0的核種,12C因I=0完全無訊號,所以碳譜看的一定是13C。這是有機光譜學必考陷阱。
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