Pagrindinis skirtumas tarp pirminio ir antrinio kinetinio izotopinio efekto yra tas, kad pirminis izotopų efektas apibūdina izotopų pakeitimą nutrūkusiame ryšyje, o antrinis izotopinis efektas apibūdina izotopų pakeitimą jungtyje, esančiame šalia nutrūkusios jungties.
Kinetinis izotopų efektas arba KIE reiškia cheminės reakcijos reakcijos greičio pokytį pakeitus izotopą. Čia atomas reagente pakeičiamas jo izotopu, todėl reakcijos greitis skirsis nuo pradinio greičio. Tada galime nustatyti KIE reikšmę, padalydami reakcijos, kurioje dalyvauja lengvas izotopiškai pakeistas reagentas, greičio konstantą iš reakcijos, kurioje dalyvauja sunkus izotopiškai pakeistas reagentas, greičio konstantos. Todėl KIE, didesnis nei 1, laikomas normaliu kinetiniu izotopiniu efektu, o mažesnis nei 1 KIE laikomas atvirkštiniu kinetiniu izotopiniu efektu.
Kas yra pirminis kinetinis izotopinis efektas?
Pirminis kinetinis izotopų efektas yra reakcijos greičio pokytis dėl izotopų pakeitimo jungties trūkimo vietoje. Čia šis pakeitimas yra jungties nutraukimo stadijoje reakcijos greitį lemiančiame etape. Todėl tokio tipo izotopinis efektas rodo ryšio nutraukimą arba ryšio su izotopu susidarymą greitį ribojančiame žingsnyje.
Nukleofilinių pakeitimo reakcijų atveju pirminis kinetinis izotopų efektas taikomas paliekant grupes, nukleofilus ir alfa-anglį, kurioje vyksta pakeitimas. Šio tipo kinetinis poveikis yra mažiau jautrus nei idealus KIE. Taip yra dėl nevibracinių veiksnių įtakos.
Kas yra antrinis kinetinis izotopų efektas?
Antrinis kinetinis izotopų efektas – tai reakcijos greičio pokytis dėl izotopų pakaitalų kitoje nei jungties nutraukimo vietoje. Kitaip tariant, tai rodo, kad joks ryšys su izotopiniu būdu pažymėtu atomu nėra nutrūkęs arba nesusidaręs. Kaip ir pirminis kinetinis poveikis, tai taip pat vyksta greičio nustatymo etape. Yra trys antrinių kinetinių efektų tipai, vadinami alfa, beta ir gama efektais.
01 pav. Nukleofilinis pakeitimas molekulėmis, kurių vandenilis pakeistas deuteriu
Skirtingai nei pirminis KIE, antrinis KIE paprastai yra daug mažesnis. Tačiau šio tipo KIE vis dar yra labai naudingas išaiškinant reakcijos mechanizmus, nes antrinis KIE deuterio atomams yra labai didelis. Be to, antrinio kinetinio izotopinio poveikio dydį lemia vibracijos veiksniai.
Kuo skiriasi pirminis ir antrinis kinetinis izotopų efektas?
Kinetinis izotopų efektas arba KIE reiškia cheminės reakcijos reakcijos greičio pokytį pakeitus izotopą. Pagrindinis skirtumas tarp pirminio ir antrinio kinetinio izotopinio poveikio yra tas, kad pirminis izotopų efektas apibūdina izotopų pakeitimą nutrūkusiame ryšyje, o antrinis izotopų efektas apibūdina izotopų pakeitimą gretimoje jungtyje su nutrūkusia jungtimi. Be to, skirtingai nei pirminis KIE, antrinis KIE paprastai yra daug mažesnis.
Be to, antrinio kinetinio izotopinio poveikio dydį lemia vibracijos veiksniai, o pirminis kinetinis izotopinis poveikis yra mažiau jautrus dėl nevibracinių veiksnių.
Toliau infografika apibendrina skirtumą tarp pirminio ir antrinio kinetinio izotopinio poveikio.
Santrauka – pirminis ir antrinis kinetinis izotopų efektas
Kinetinis izotopų efektas arba KIE reiškia cheminės reakcijos reakcijos greičio pokytį pakeitus izotopą. Pagrindinis skirtumas tarp pirminio ir antrinio kinetinio izotopinio efekto yra tas, kad pirminis izotopų efektas apibūdina izotopų pakeitimą nutrūkusiame ryšyje, o antrinis izotopų efektas apibūdina izotopų pakeitimą gretimame ryšyje su nutrūkusia jungtimi.
