110年:藥學二(第2次)

某化合物經質譜分析其 [M]+為奇數,除含碳、氫、氧之外,最可能含有下列何種元素?

AN
BS
CP
DK

詳細解析

本題觀念:

本題的核心觀念是質譜學中的 「氮律」(Nitrogen Rule)。這是一個用於判定有機化合物分子量與氮原子數目關係的重要經驗法則。

氮律 (Nitrogen Rule) 定義: 在一個主要由碳 (C)、氫 (H)、氧 (O)、硫 (S)、鹵素或磷 (P) 等元素組成的中性有機分子中:

  • 若分子量 (Nominal Mass, 整數質量) 為 偶數,則該分子含有 0 個或偶數個 氮原子。
  • 若分子量 (Nominal Mass, 整數質量) 為 奇數,則該分子含有 奇數個 氮原子。

選項分析

為什麼會有氮律?這與元素的「質量數」與「價數」的奇偶性有關。

  • 一般元素 (C, O, S):質量數為偶數,價數為偶數 (如 C:12/4價, O:16/2價, S:32/2價)。它們組合出的分子量通常為偶數。
  • 氫 (H) 與 鹵素 (F, Cl, Br, I):質量數為奇數,價數為奇數 (如 H:1/1價, Cl:35/1價)。因為價數是奇數,為了形成中性分子,它們的原子總數通常會配對抵銷,使得總質量回歸偶數 (例如 H 為 1,但在飽和烴 CnH2n+2C_nH_{2n+2} 中 H 的數量是偶數,總重為偶數)。
  • 磷 (P):質量數為 31 (奇數),價數通常為

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