專技高考-藥師(一)藥物分析與生藥學(含中藥學)111 年第 16 題單選題
在氫核磁共振譜中,一般無法獲得下列何種資訊?
A鹵素原子種類及數量正確答案
B分子中各種氫的大致數量及比例
C分子中各種氫的化學位移
D鄰近氫之間的偶合常數
A正確答案
¹H NMR 只偵測氫核訊號,無法直接得知鹵素(F、Cl、Br、I)的種類與數量,鹵素本身不產生¹H NMR 訊號。
為什麼答案是 A
¹H NMR 只偵測¹H 核(氫質子)的訊號。鹵素(F、Cl、Br、I)本身不是氫,無法在氫核磁共振譜中直接出現訊號。雖然鹵素可影響附近氫的化學位移(電負度效應),但光靠¹H NMR 無法判斷鹵素的種類(需質譜或元素分析)或精確數量。這是本題正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 ¹H NMR 只偵測氫核訊號,無法直接得知鹵素(F、Cl、Br、I)的種類與數量,鹵素本身不產生¹H NMR 訊號。
題目問「無法獲得」的資訊。¹H NMR = 只看氫核。鹵素不是氫,當然看不到!B、C、D 都是¹H NMR 的基本輸出資訊。
逐選項分析
A✓ 正確
¹H NMR 只偵測¹H 核(氫質子)的訊號。鹵素(F、Cl、Br、I)本身不是氫,無法在氫核磁共振譜中直接出現訊號。雖然鹵素可影響附近氫的化學位移(電負度效應),但光靠¹H NMR 無法判斷鹵素的種類(需質譜或元素分析)或精確數量。這是本題正解。
B✕
¹H NMR 中,每組訊號的積分面積(integration)與該類型氫的數量成正比,可得到各種氫的相對比例與大致數量。這是¹H NMR 三大基本資訊之一,確實可以獲得,非正解。
C✕
化學位移(chemical shift,以 δ/ppm 表示)是¹H NMR 最核心的輸出資訊,反映氫核的電子環境,可用來判斷官能基種類(如醛基、芳香環、烯烴等)。確實可以獲得,非正解。
D✕
偶合常數(coupling constant,J 值,單位 Hz)反映鄰近氫核之間的自旋-自旋偶合,可從¹H NMR 訊號的裂分型態(二重峰、三重峰等)直接讀出。這是¹H NMR 的重要結構資訊,確實可以獲得,非正解。
¹H NMR 三大基本資訊 vs 無法直接得知的資訊
| 資訊類型 | 可/不可獲得 | 讀取方式 | 對應本題選項 |
|---|
| 化學位移 δ(ppm) | ✅ 可獲得 | 訊號在 x 軸的位置 | C |
| 氫的數量與比例 | ✅ 可獲得 | 積分面積(integration) | B |
| 偶合常數 J(Hz) | ✅ 可獲得 | 訊號裂分型態與間距 | D |
| 鹵素種類與數量 | ❌ 無法獲得 | ¹H NMR 看不到非氫核 | A(正解) |
考生常誤以為「鹵素影響化學位移,所以可以從¹H NMR 得知鹵素資訊」。但此邏輯有誤:鹵素的電負度確實會「改變」附近氫的δ值,但¹H NMR 本身無法直接告訴你鹵素是哪一種(Cl?Br?)或有幾個,需搭配質譜(分子量同位素分佈)或元素分析才能確認。