110Q004｜第110回 薬剤師国家試験 過去問
スピン量子数が1/2 である原子核が外部磁場の中に置かれると、そのエネルギー が2 つのエネルギー準位に分かれることを表しているのはどれか。1つ選べ。
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正解: 5
正答
5
この問題のポイント
核スピン量子数Iの原子核を外部磁場へ置いたとき、磁気量子数に応じてエネルギー準位が分かれる現象はゼーマン分裂です。I=1/2ならmIは+1/2と−1/2の二通りです。
解説
磁場がないときには核スピンの向きに対応する状態は同じエネルギーですが、外部磁場を加えると、磁場に対する核磁気モーメントの向きによってエネルギーが異なります。取り得る準位数は2I+1なので、I=1/2では二準位となり、この間の遷移を利用するのが核磁気共鳴です。設問はスペクトル位置の環境依存性ではなく、外部磁場そのものによる準位分裂の名称を問うています。
選択肢の確認
1．化学シフト：電子による遮蔽の違いから、核の共鳴周波数が化学環境ごとにずれる現象です。
2．McLafferty（マクラファティー）転位：質量分析でγ位水素の移動を伴って起こる特徴的なフラグメンテーションです。
3．ラジカル開裂：結合電子が一個ずつ分かれる開裂で、核スピン準位の名称ではありません。
4．超微細分裂：電子スピンと核スピンなどの相互作用による、より細かなスペクトル分裂です。
5．ゼーマン分裂：外部磁場により磁気量子数の異なる状態が別のエネルギーになる現象です。
覚えるポイント
「外部磁場で準位が分かれる」はゼーマン分裂、「周囲の電子で位置がずれる」は化学シフトと区別します。