分子光譜法與螢光

官能團

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官能團是一個分子裡真正「幹活」的部分——就像一件工具會動作的頭部,其餘只是手柄。在一個長長的有機分子裡,絕大部分碳骨架其實相當惰性,而像 –OH 或 –COOH 這樣的一小簇原子,才賦予分子它特有的性質與反應。

說得更準確些,官能團是分子中一組特定排列的原子,無論它出現在哪裡都具有可預測的化學和物理性質。同一個基團,不管長在小分子還是大分子上,行為都大致相同——正因如此,化學家才圍繞這些反覆出現的單元來組織整個有機化學。

它對光譜學之所以重要,是因為官能團會在各自特徵的頻率吸收光。例如紅外裡 1715 cm⁻¹ 附近的一個峰,幾乎總意味著有 C=O 基團,與分子其餘部分無關。需要提醒的是:知道有哪些基團,並不等於知道整個結構——同一組基團可以用不同的方式拼接起來。

乙醇、乙酸和丙酮都有一個兩碳骨架,可它們的氣味、溶解性和反應卻各不相同——因為各自帶著不同的官能團:分別是羥基、羧基和羰基。

骨架相同,官能團不同——分子的行為就完全不一樣。

在紅外光譜裡,官能團的吸收峰集中在大約 1500 cm⁻¹ 以上的較高頻區域,而更低、更擁擠的區域——指紋區——反映的是整個分子,而非某一個單獨的基團。

又稱
官能团官能團功能基