Forskel mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt

Det vigtigste forskel mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt er det primær isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved den brudte binding, mens den sekundære isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved bindingen støder op til den brudte binding.

Kinetisk isotopeffekt eller KIE henviser til ændringen i reaktionshastigheden for en kemisk reaktion efter substitution af en isotop. Her erstattes et atom i en reaktant med dets isotop, så reaktionshastigheden ville være forskellig fra den oprindelige hastighed. Derefter kan vi bestemme en værdi for KIE ved at dele hastighedskonstanten for reaktionen, der involverer den lette isotopisk substituerede reaktant, fra hastighedskonstanten for reaktionen, der involverer den tunge isotopisk substituerede reaktant. Derfor betragtes KIE større end 1 som normal kinetisk isotopisk virkning, mens KIE mindre end 1 betragtes som en invers kinetisk isotopisk virkning.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er primær kinetisk isotopeffekt
3. Hvad er sekundær kinetisk isotopeffekt
4. Sammenligning side ved side - Primær vs sekundær kinetisk isotopeffekt i tabelform
5. Resume

Hvad er primær kinetisk isotopeffekt?

Primær kinetisk isotopeffekt er ændringen af ​​reaktionshastighed på grund af isotopisk substitution på bindingsstedet. Her er denne substitution i bindingsfasen i det hastighedsbestemmende trin i reaktionen. Derfor er denne type isotopisk virkning indikativ for bindingsbrydning eller bindingsdannelse til isotopen i det hastighedsbegrænsende trin.

Ved nukleofile substitutionsreaktioner anvendes den primære kinetiske isotopeffekt til at forlade grupper, nukleofiler og alfa-carbon, hvor substitutionen finder sted. Denne type kinetisk effekt er mindre følsom end en ideel KIE. Dette skyldes bidrag fra ikke-vibrerende faktorer.

Hvad er sekundær kinetisk isotopeffekt?

Sekundær kinetisk isotopeffekt er ændringen af ​​reaktionshastigheden på grund af isotopiske substitutioner på et andet sted end bindingsstedet. Med andre ord indikerer det, at ingen binding til det isotopmærkede atom er brudt eller dannet. Som primær kinetisk virkning finder dette også sted i det hastighedsbestemmende trin. Der er tre typer af sekundære kinetiske effekter, der kaldes alfa-, beta- og gamma-effekt.

Figur 01: Nukleofil substitution med molekyler med hydrogen erstattet af Deuterium

I modsætning til den primære KIE, har den sekundære KIE en tendens til at være meget mindre. Imidlertid er denne type KIE stadig meget nyttig til at belyse reaktionsmekanismer, fordi per Deuterium-atomer er den sekundære KIE betydeligt stor. Bortset fra dette bestemmes størrelsen af ​​sekundære kinetiske isotopvirkninger af vibrationsfaktorer.

Hvad er forskellen mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt?

Kinetisk isotopeffekt eller KIE henviser til ændringen i reaktionshastigheden for en kemisk reaktion efter substitution af en isotop. Den vigtigste forskel mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt er, at den primære isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved den brudte binding, medens den sekundære isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved den tilstødende binding til den brudte binding. I modsætning til primær KIE har den sekundære KIE en tendens til at være meget mindre.

Endvidere bestemmes størrelsen af ​​sekundære kinetiske isotopvirkninger af vibrationsfaktorer, medens den primære kinetiske isotopiske virkning er mindre følsom på grund af de ikke-vibrerende faktorer.

Nedenfor infografisk opsummerer forskellen mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt.

Resume - Primær vs sekundær kinetisk isotopeffekt

Kinetisk isotopeffekt eller KIE henviser til ændringen i reaktionshastigheden for en kemisk reaktion efter substitution af en isotop. Den vigtigste forskel mellem primær og sekundær kinetisk isotopeffekt er, at den primære isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved den brudte binding, mens den sekundære isotopeffekt beskriver den isotopiske substitution ved den tilstødende binding til den brudte binding.

Reference:

1. "Kinetisk isotopeffekt." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8. november 2019, tilgængelig her.
2. "Kinetiske isotopeffekter." Kemi LibreTexts, Libretexts, 5. juni 2019, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “SN1 vs SN2” Af Aykutaydin - Eget arbejde (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia