Galvenā atšķirība starp primāro un sekundāro kinētisko izotopu efektu ir tāda, ka primārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu sarautās saites vietā, savukārt sekundārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu saitē, kas atrodas blakus pārtrauktajai saitei.
Kinētiskais izotopu efekts jeb KIE attiecas uz ķīmiskās reakcijas reakcijas ātruma izmaiņām, aizstājot izotopu. Šeit atoms reaģentā tiek aizstāts ar tā izotopu, tāpēc reakcijas ātrums atšķirtos no sākotnējā ātruma. Tad mēs varam noteikt KIE vērtību, dalot ātruma konstanti reakcijai, kurā iesaistīts viegls izotopu aizvietots reaģents, no ātruma konstantes reakcijai, kas ietver smago izotopu aizvietoto reaģentu. Tāpēc KIE, kas lielāks par 1, tiek uzskatīts par normālu kinētisko izotopu efektu, savukārt KIE, kas mazāks par 1, tiek uzskatīts par apgrieztu kinētisko izotopu efektu.
Kas ir primārais kinētiskais izotopu efekts?
Primārais kinētiskā izotopu efekts ir reakcijas ātruma izmaiņas, ko izraisa izotopu aizstāšana saites pārrāvuma vietā. Šeit šī aizstāšana ir saites pārraušanas stadijā reakcijas ātrumu noteicošajā posmā. Tāpēc šāda veida izotopu efekts liecina par saites pārrāvumu vai saites veidošanos ar izotopu ātruma ierobežošanas posmā.
Nukleofīlās aizvietošanas reakcijās primāro kinētisko izotopu efektu izmanto grupām, nukleofīliem un alfa-ogleklim, kurā notiek aizstāšana. Šāda veida kinētiskais efekts ir mazāk jutīgs nekā ideāls KIE. Tas ir saistīts ar nevibrācijas faktoru ieguldījumu.
Kas ir sekundārais kinētiskais izotopu efekts?
Sekundārais kinētiskais izotopu efekts ir reakcijas ātruma izmaiņas, ko izraisa izotopu aizstāšana citā vietā, nevis saites pārraušanas vietā. Citiem vārdiem sakot, tas norāda, ka neviena saite ar izotopiski marķēto atomu nav salauzta vai izveidota. Tāpat kā primārais kinētiskais efekts, tas notiek arī ātruma noteikšanas posmā. Ir trīs sekundāro kinētisko efektu veidi, ko sauc par alfa, beta un gamma efektu.
Attēls 01: Nukleofīlā aizstāšana ar molekulām, kurās ūdeņradis ir aizstāts ar deitēriju
Atšķirībā no primārā KIE, sekundārais KIE mēdz būt daudz mazāks. Tomēr šāda veida KIE joprojām ir ļoti noderīgs reakcijas mehānismu noskaidrošanā, jo uz deitērija atomiem sekundārais KIE ir ievērojami liels. Papildus tam sekundāro kinētisko izotopu efektu lielumu nosaka vibrācijas faktori.
Kāda ir atšķirība starp primāro un sekundāro kinētisko izotopu efektu?
Kinētiskais izotopu efekts jeb KIE attiecas uz ķīmiskās reakcijas reakcijas ātruma izmaiņām, aizstājot izotopu. Galvenā atšķirība starp primāro un sekundāro kinētisko izotopu efektu ir tāda, ka primārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu pie sarautās saites, savukārt sekundārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu blakus esošajai saitei. Turklāt atšķirībā no primārā KIE sekundārais KIE mēdz būt daudz mazāks.
Turklāt sekundāro kinētisko izotopu efektu lielumu nosaka vibrācijas faktori, savukārt primārais kinētiskais izotopu efekts ir mazāk jutīgs nevibrācijas faktoru dēļ.
Zemāk infografikā ir apkopota atšķirība starp primāro un sekundāro kinētisko izotopu efektu.
Kopsavilkums - primārais pret sekundāro kinētisko izotopu efektu
Kinētiskais izotopu efekts jeb KIE attiecas uz ķīmiskās reakcijas reakcijas ātruma izmaiņām, aizstājot izotopu. Galvenā atšķirība starp primāro un sekundāro kinētisko izotopu efektu ir tāda, ka primārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu pie sarautās saites, savukārt sekundārais izotopu efekts apraksta izotopu aizstāšanu blakus sarautajai saitei.
