第103回薬剤師国家試験

第103回薬剤師国家試験 問95(分子のエネルギー準位) 過去問解説

分子の振動、回転、電子遷移に伴う、分子のエネルギー準位間の遷移と電磁波の吸収及び散乱に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

  1.  分子の振動、回転、電子遷移のうち、回転に伴って吸収される電磁波の波長が最も長い。
  2.  吸収される電磁波の波長と、遷移するエネルギー準位間のエネルギー差には、正の比例関係がある。
  3. ラマン散乱が観測されるためには、分子の振動によって双極子モーメントが変化する必要がある。
  4. 分子の振動、回転、電子遷移に伴う吸収のうち、吸光度が濃度に比例するのは電子遷移の場合だけである。
  5. 電子遷移に伴う吸収スペクトルが幅広い吸収帯となるのは、分子の振動や回転によるエネルギー変化も反映されるからである。

解答・解説

解答
1、5

解説
分子のエネルギー準位には、電子エネルギー、回転エネルギー、振動エネルギーが存在する。それぞれのエネルギー準位には、基底状態と励起状態があり、その幅については回転エネルギー<振動エネルギー<電子エネルギーの順となっている。
1 正
分子の振動、回転、電子遷移のうち、回転エネルギーの基底状態と励起状態の幅は小さい。そのため、回転に伴って吸収される電磁波のエネルギーは小さい(波長は長い)。

2 誤
電磁波の波長とエネルギーの関係は反比例であるため、吸収される電磁波の波長と遷移するエネルギー準位間のエネルギー差には、反比例の関係が成立する。

3 誤
ラマン散乱とは、入射した光の波長と異なる波長の光が散乱される現象である。ラマン散乱では、光が分子によって散乱される際、その光子のエネルギーが分子の振動/回転/電子エネルギーにより変化する。よって、ラマン散乱が観測される際には、光子のエネルギーが分子の振動/回転/電子エネルギーにより変化する必要がある。

4 誤
希薄溶液の場合、吸光度は濃度、層長に比例する(ランベルト−ベールの法則)
ランベルトベールの法則より、分子の振動、回転、電子遷移に伴う吸収では、吸光度は濃度に比例する。

5 正

-第103回薬剤師国家試験

Copyright© yakugaku lab , 2023 All Rights Reserved Powered by AFFINGER5.