Η βασική διαφορά μεταξύ του πρωτογενούς και του δευτερογενούς κινητικού ισοτοπικού φαινομένου είναι ότι το φαινόμενο του πρωτογενούς ισοτόπου περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στο σπασμένο δεσμό ενώ το δευτερογενές ισοτοπικό φαινόμενο περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στον δεσμό δίπλα στον σπασμένο δεσμό.
Το Κινητικό ισότοπο φαινόμενο ή KIE αναφέρεται στη μεταβολή του ρυθμού αντίδρασης μιας χημικής αντίδρασης κατά την υποκατάσταση ενός ισοτόπου. Εδώ, ένα άτομο σε ένα αντιδραστήριο αντικαθίσταται από το ισότοπό του, έτσι ο ρυθμός αντίδρασης θα ήταν διαφορετικός από τον αρχικό ρυθμό. Στη συνέχεια, μπορούμε να προσδιορίσουμε μια τιμή για το KIE διαιρώντας τη σταθερά ταχύτητας για την αντίδραση που περιλαμβάνει το ελαφρώς ισοτοπικά υποκατεστημένο αντιδραστήριο από τη σταθερά ταχύτητας για την αντίδραση που περιλαμβάνει το βαρύ ισοτοπικά υποκατεστημένο αντιδραστήριο. Επομένως, KIE μεγαλύτερο από 1 θεωρείται ως κανονικό κινητικό ισοτοπικό φαινόμενο ενώ το KIE μικρότερο από 1 θεωρείται ως αντίστροφο κινητικό ισοτοπικό φαινόμενο.
Τι είναι το Πρωτογενές Κινητικό Ισότοπο;
Κύριο φαινόμενο κινητικού ισοτόπου είναι η αλλαγή του ρυθμού αντίδρασης λόγω ισοτοπικής υποκατάστασης στη θέση θραύσης του δεσμού. Εδώ, αυτή η αντικατάσταση βρίσκεται στο στάδιο της διάσπασης του δεσμού στο στάδιο καθορισμού του ρυθμού της αντίδρασης. Επομένως, αυτός ο τύπος ισοτοπικού αποτελέσματος είναι ενδεικτικό της θραύσης του δεσμού ή του σχηματισμού δεσμού στο ισότοπο στο στάδιο περιορισμού του ρυθμού.
Για αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης, το πρωταρχικό φαινόμενο κινητικού ισοτόπου εφαρμόζεται για αποχωρούσες ομάδες, πυρηνόφιλα και άλφα-άνθρακα στους οποίους λαμβάνει χώρα η υποκατάσταση. Αυτός ο τύπος κινητικής επίδρασης είναι λιγότερο ευαίσθητος από ένα ιδανικό KIE. Αυτό οφείλεται στη συνεισφορά των μη κραδαστικών παραγόντων.
Τι είναι το Δευτερογενές Κινητικό Ισότοπο;
Δευτερογενές φαινόμενο κινητικού ισοτόπου είναι η μεταβολή του ρυθμού μιας αντίδρασης λόγω ισοτοπικών αντικαταστάσεων σε θέση διαφορετική από τη θέση διάσπασης δεσμού. Με άλλα λόγια, υποδεικνύει ότι κανένας δεσμός με το ισοτοπικά επισημασμένο άτομο δεν έχει σπάσει ή σχηματιστεί. Όπως το πρωτογενές κινητικό φαινόμενο, αυτό λαμβάνει χώρα επίσης στο βήμα καθορισμού του ρυθμού. Υπάρχουν τρεις τύποι δευτερογενών κινητικών επιδράσεων που ονομάζονται εφέ άλφα, βήτα και γάμμα.
Εικόνα 01: Πυρηνόφιλη υποκατάσταση με μόρια που έχουν αντικατασταθεί από υδρογόνο από δευτέριο
Σε αντίθεση με το κύριο KIE, το δευτερεύον KIE τείνει να είναι πολύ μικρότερο. Ωστόσο, αυτός ο τύπος KIE εξακολουθεί να είναι πολύ χρήσιμος για την αποσαφήνιση των μηχανισμών αντίδρασης επειδή ανά άτομα δευτερίου, το δευτερεύον KIE είναι σημαντικά μεγάλο. Εκτός από αυτό, το μέγεθος των δευτερογενών κινητικών ισοτοπικών επιδράσεων καθορίζεται από δονητικούς παράγοντες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του πρωτογενούς και δευτερογενούς κινητικού ισοτόπου;
Το Κινητικό ισότοπο φαινόμενο ή KIE αναφέρεται στη μεταβολή του ρυθμού αντίδρασης μιας χημικής αντίδρασης κατά την υποκατάσταση ενός ισοτόπου. Η βασική διαφορά μεταξύ του πρωτογενούς και του δευτερογενούς κινητικού ισοτοπικού φαινομένου είναι ότι το φαινόμενο του πρωτογενούς ισοτόπου περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στον σπασμένο δεσμό, ενώ το δευτερογενές φαινόμενο ισοτόπου περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στον παρακείμενο δεσμό με τον σπασμένο δεσμό. Επιπλέον, σε αντίθεση με το πρωτεύον KIE, το δευτερεύον KIE τείνει να είναι πολύ μικρότερο.
Επιπλέον, το μέγεθος των δευτερογενών κινητικών ισοτοπικών επιδράσεων καθορίζεται από δονητικούς παράγοντες ενώ το πρωτογενές κινητικό ισοτοπικό αποτέλεσμα είναι λιγότερο ευαίσθητο λόγω των μη δονήσεων.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και δευτερογενούς κινητικού ισοτόπου.
Σύνοψη – Πρωτεύον έναντι δευτερεύοντος κινητικού ισοτόπου επίδραση
Το Κινητικό ισότοπο φαινόμενο ή KIE αναφέρεται στη μεταβολή του ρυθμού αντίδρασης μιας χημικής αντίδρασης κατά την υποκατάσταση ενός ισοτόπου. Η βασική διαφορά μεταξύ του πρωτογενούς και του δευτερογενούς φαινομένου κινητικού ισοτόπου είναι ότι το φαινόμενο του πρωτογενούς ισοτόπου περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στο σπασμένο δεσμό, ενώ το δευτερογενές φαινόμενο ισοτόπου περιγράφει την ισοτοπική υποκατάσταση στον παρακείμενο δεσμό με τον σπασμένο δεσμό.
