A fő különbség az elsődleges és a másodlagos kinetikus izotóphatás között az, hogy az elsődleges izotóphatás az izotóp-helyettesítést írja le a megszakadt kötésnél, míg a másodlagos izotóphatás a megszakadt kötés melletti kötés izotópszubsztitúcióját írja le.
Kinetikus izotóphatás vagy KIE egy kémiai reakció reakciósebességének változására utal egy izotóp helyettesítésekor. Itt egy reagensben lévő atomot annak izotópjával helyettesítenek, így a reakciósebesség eltérne a kezdeti sebességtől. Ezután a KIE értékét úgy határozhatjuk meg, hogy elosztjuk a könnyű izotóposan szubsztituált reagenst tartalmazó reakció sebességi állandóját a nehéz izotóposan szubsztituált reagenst tartalmazó reakció sebességi állandójával. Ezért az 1-nél nagyobb KIE normál kinetikus izotóphatásnak, míg az 1-nél kisebb KIE inverz kinetikus izotóphatásnak minősül.
Mi az elsődleges kinetikus izotóphatás?
Az elsődleges kinetikus izotóphatás a reakciósebesség változása az izotópszubsztitúció következtében a kötés felszakadásának helyén. Itt ez a szubsztitúció a reakció sebességmeghatározó lépésében a kötésbontás szakaszában van. Ezért az ilyen típusú izotóphatás a kötés felszakadását vagy kötés kialakulását jelzi az izotóppal a sebességkorlátozási lépésben.
A nukleofil szubsztitúciós reakcióknál az elsődleges kinetikus izotóphatást alkalmazzák a kilépő csoportokra, nukleofilekre és alfa-szénre, ahol a helyettesítés megtörténik. Ez a fajta kinetikus hatás kevésbé érzékeny, mint egy ideális KIE. Ez a nem vibrációs tényezők hozzájárulásának köszönhető.
Mi az a másodlagos kinetikus izotóphatás?
A másodlagos kinetikus izotóphatás a reakció sebességének változása az izotópszubsztitúciók következtében a kötésszakadás helyétől eltérő helyen. Más szóval azt jelzi, hogy az izotóposan jelölt atomhoz semmilyen kötés nem szakad meg vagy képződik. Az elsődleges kinetikus hatáshoz hasonlóan ez is a sebesség-meghatározó lépésben történik. A másodlagos kinetikai hatásoknak három típusa van, ezek az alfa-, béta- és gamma-effektusok.
01. ábra: Nukleofil szubsztitúció hidrogént deutériummal helyettesített molekulákkal
Az elsődleges KIE-vel ellentétben a másodlagos KIE általában sokkal kisebb. Ez a típusú KIE azonban még mindig nagyon hasznos a reakciómechanizmusok tisztázásában, mivel a deutérium atomokra vetítve a másodlagos KIE jelentősen nagy. Ezen kívül a másodlagos kinetikus izotóphatások nagyságát rezgési tényezők határozzák meg.
Mi a különbség az elsődleges és a másodlagos kinetikus izotóphatás között?
Kinetikus izotóphatás vagy KIE egy kémiai reakció reakciósebességének változására utal egy izotóp helyettesítésekor. A fő különbség az elsődleges és a másodlagos kinetikus izotóphatás között az, hogy az elsődleges izotóphatás az izotóp-szubsztitúciót írja le a megszakadt kötésnél, míg a másodlagos izotóphatás az izotóp-szubsztitúciót írja le a megszakadt kötés szomszédos kötésénél. Ezenkívül az elsődleges KIE-vel ellentétben a másodlagos KIE általában sokkal kisebb.
Sőt, a másodlagos kinetikus izotóphatások nagyságát rezgési tényezők határozzák meg, míg az elsődleges kinetikus izotóphatás kevésbé érzékeny a nem vibrációs tényezők miatt.
Az alábbi infografika összefoglalja az elsődleges és másodlagos kinetikus izotóphatás közötti különbséget.
Összefoglaló – Elsődleges és másodlagos kinetikus izotóphatás
Kinetikus izotóphatás vagy KIE egy kémiai reakció reakciósebességének változására utal egy izotóp helyettesítésekor. A fő különbség az elsődleges és a másodlagos kinetikus izotóphatás között az, hogy az elsődleges izotóphatás az izotóp-szubsztitúciót írja le a megszakadt kötésnél, míg a másodlagos izotóphatás a szomszédos kötés izotóp-helyettesítését írja le a megszakadt kötésnél.
