專技高考-藥師(一)藥物分析與生藥學(含中藥學)109 年第 28 題單選題
下列原子核中,何者的自旋量子數(spin quantum number)為1?
D正確答案
自旋量子數 I=1 的核必須是「質子數、中子數皆為奇數」的偶質量數核,14N (7p+7n) 即為典型,I=1。
為什麼答案是 D
14N 含 7 個質子、7 個中子,質子數與中子數皆為奇數,質量數為偶數,故自旋量子數 I=1,為整數自旋核。
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完整詳解
Pro · 無限重點 自旋量子數 I=1 的核必須是「質子數、中子數皆為奇數」的偶質量數核,14N (7p+7n) 即為典型,I=1。
看核子組成:質量數偶+質子奇=I為整數(1);質量數奇=I為半整數(1/2);質量數偶+質子偶=I=0。
逐選項分析
A✕
31P 質量數為奇數(15個質子、16個中子),自旋量子數 I=1/2,是常見 NMR 活性核,但並非 I=1。
B✕
13C 質量數為奇數(6質子、7中子),I=1/2。為碳譜 NMR 主角,自旋為半整數,非 1。
C✕
19F 質量數為奇數(9質子、10中子),I=1/2,靈敏度高的 NMR 核,自旋仍為半整數,不是 1。
D✓ 正確
14N 含 7 個質子、7 個中子,質子數與中子數皆為奇數,質量數為偶數,故自旋量子數 I=1,為整數自旋核。
核自旋量子數判斷規則
| 質子數 | 中子數 | 質量數 | 自旋量子數I |
|---|
| 偶 | 偶 | 偶 | 0 (NMR不活性,如12C、16O) |
| 奇 | 奇 | 偶 | 整數 1, 2... (如14N、2H) |
| 奇或偶 | 互補為奇 | 奇 | 半整數 1/2, 3/2... (如1H、13C、31P、19F) |
易誤以為 NMR 常見核(13C、31P、19F)就有特殊自旋。其實它們都是 I=1/2。真正 I=1 的關鍵在「質子數、中子數同時為奇數」,14N (7,7) 才符合,需逐核拆解核子組成判斷。