Isotopeneffekt (auch Isotopieeffekt) bezeichnet die Unterschiede in den chemischen und physikalischen Eigenschaften von Stoffen, die davon herrühren, dass das betreffende Element oder, in einer chemischen Verbindung, eines der Elemente in Form des einen oder des anderen Isotops vorliegt.

PropertyValue
dbpedia-owl:abstract
  • Het kinetisch-isotoopeffect is het verschil in reactiesnelheid als een atoom van een reagens door een isotoop van dat atoom wordt vervangen.De chemische eigenschappen van isotopen van een element zijn bij benadering gelijk aan elkaar; slechts bij zeer nauwkeurige meting blijken er toch wel wat verschillen te zijn. Vooral bij lichte elementen kunnen de chemische eigenschappen wat verschillen: zo kan bijvoorbeeld aan de verhouding van de koolstofisotopen 12C en 13C van een plant worden gezien van welke vorm van fotosynthese de plant gebruik maakt. De hoeveelheid 14C (een radio-isotoop van koolstof) wordt weer gebruikt om de ouderdom van koolstofbevattende organische resten te schatten tot enige tienduizenden jaren in het verleden middels koolstof-14-datering.
  • Kinetic isotope effect (KIE) refers to the change in the rate of a chemical reaction upon substitution of an atom in the reactants with one of its isotopes. Formally, it is defined as the ratio of rate constants for the reactions involving the light (kL) and the heavy (kH) isotopically substituted reactants:For example, in the following nucleophilic substitution reaction of methyl bromide with cyanide, the kinetic isotope effect of the methyl carbon, in this case defined as k12/k13, was found to be 1.082 ± 0.008.Kinetic isotope effect is considered to be one of the most essential and sensitive tools for the study of reaction mechanisms, the knowledge of which allows the improvement of the desirable qualities of the corresponding reactions. For example, kinetic isotope effects can be used to reveal whether a nucleophilic substitution reaction follows a unimolecular (SN1) or bimolecular (SN2) pathway. In the case of the aforementioned reaction of methyl bromide and cyanide, the observed methyl carbon kinetic isotope effect is indicative of an SN2 mechanism. Depending on the pathway, quite different strategies may be used to stabilize the transition state of the rate-determining step of the reaction and improve the reaction rate and selectivity, which are important for industrial applications.Isotopic rate changes are most pronounced when the relative mass change is greatest, since the effect is related to vibrational frequencies of the affected bonds. For instance, changing a hydrogen atom to deuterium represents a 100% increase in mass, whereas in replacing carbon-12 with carbon-13, the mass increases by only 8%. The rate of a reaction involving a C–H bond is typically 6–10 times faster than the corresponding C–D bond, whereas a 12C reaction is only ~1.04 times faster than the corresponding 13C reaction (even though, in both cases, the isotope is one atomic mass unit heavier).Isotopic substitution can modify the rate of reaction in a variety of ways. In many cases, the rate difference can be rationalized by noting that the mass of an atom affects the vibrational frequency of the chemical bond that it forms, even if the electron configuration is nearly identical. Heavier atoms will (classically) lead to lower vibration frequencies, or, viewed quantum mechanically, will have lower zero-point energy. With a lower zero-point energy, more energy must be supplied to break the bond, resulting in a higher activation energy for bond cleavage, which in turn lowers the measured rate (see, for example, the Arrhenius equation).
  • Isotopeneffekt (auch Isotopieeffekt) bezeichnet die Unterschiede in den chemischen und physikalischen Eigenschaften von Stoffen, die davon herrühren, dass das betreffende Element oder, in einer chemischen Verbindung, eines der Elemente in Form des einen oder des anderen Isotops vorliegt.
  • Efekt izotopowy – występowanie różnic we własnościach fizycznych i chemicznych różnych izotopów tego samego pierwiastka chemicznego oraz związków chemicznych, posiadających dokładnie tę samą strukturę ale zawierających różne izotopy tego samego pierwiastka.Przykładem tego efektu są różnice we właściwościach fizycznych "zwykłej" wody (H2O) i ciężkiej wody (D2O). Ciężka woda posiada nieco większą gęstość i nieco wyższe temperatury przemian fazowych (topnienie i wrzenie) od "zwykłej wody". Ma ona także nieco inną przenikalność elektryczną. Podobne różnice występują w mniejszym lub większym stopniu w przypadku większości związków chemicznych różniących się składem izotopowym. Odkryto także różnice w temperaturze krytycznej nadprzewodników zależne od składu izotopowego substancji. Po raz pierwszy zaobserwowano je dla rtęci, dla izotopu 198 temperatura krytyczna wynosi 4,156 K, a dla naturalnej rtęci o średniej masie atomowej 200,6 wynosi 4,177 K.Różnica mas izotopów powoduje też występowanie niewielkich różnic w reaktywności chemicznej różnych izotopów. Nie ma ona wpływu na kierunek reakcji chemicznych, w których one uczestniczą, ale wpływa na szybkość tych reakcji. Zjawisko to nazywa się kinetycznym efektem izotopowym i wykorzystuje się go w badaniu mechanizmów reakcji chemicznych. Występowanie lub nie kinetycznego efektu izotopowego dla związku "znakowanego" w określonym jego miejscu izotopem dowodzi, czy oznakowany fragment cząsteczki istotnie uczestniczy w reakcji, czy też fragment ten nie ulega w jej trakcie wymianie. Kinetyczny efekt izotopowy ułatwia też ustalenie rzeczywistego, wewnętrznego rzędu reakcji chemicznej.Matematycznie różnice izotopowe opisuje położenia termów oraz poziomów struktury multipletowej i nadsubtelnej dla różnych izotopów tego samego pierwiastka są różne. Jądra atomowe tych izotopów różnią się liczbą neutronów i co za tym idzie masą, promieniem, gęstością ładunku i rozkładem potencjału. Na efekt izotopowy składają się trzy zjawiska: normalny efekt masy, specyficzny efekt masy, efekt objętościowy.
  • 速度論的同位体効果(そくどろんてきどういたいこうか)は、化学反応において反応物の原子の1つを同位体で置き換えた場合に起こる反応速度の変化を指す。化学結合の生成・開裂に関与する部位の原子を同位体で置き換えると、反応速度は大きく影響を受ける。この速度変化は1次の同位体効果と呼ばれる。一方、置き換えが反応に直接関与しない部位で行われた場合の速度変化はより小さく、これは2次の同位体効果と呼ばれる。従って、速度論的同位体効果の大きさは反応機構を推定するのに使うことができる。同位体効果は反応の律速段階に最も観測されやすい。もし反応のある段階が律速でないならば、同位体の置き換えによる効果は現れにくい。同位体効果は質量比の違いが大きい場合により顕著に現れる。例えば、水素を重水素で置き換えると質量は2倍になるが、炭素12を炭素13で置き換えた場合の質量増加は 8% にしか過ぎない(この例では質量数は共に 1 amu 増加している)。12C−H 結合を含む反応の速度は一般的に 12C−D 結合のものと比べると6から10倍の速さであるが、13C−H で置き換えた場合にはおよそ1.04倍にしかならない。同位体の置き換えは様々な形で反応速度に影響を及ぼす。多くの場合、原子の質量変化は電子配置にはほとんど関係しないが、形成している化学結合の振動数に影響を与える。この観点から速度差が生じる原因の説明ができる。より重い原子を含む結合は、古典物理学的にはより低い振動数を持ち、量子論的にはより低いゼロ点エネルギーを持つ。ゼロ点エネルギーが低いと結合を開裂させるのにより多くのエネルギーが必要になり、すなわち結合を切断するための活性化エネルギーはより高くなる。従って、観測される反応速度は小さくなる(アレニウスの式を参照)。ある場合には、量子学的トンネル効果によって、より軽い同位体についてさらなる増速が観測される。通常、この現象はトンネル効果が十分に得られるほど軽い水素原子にのみ見られる。水素/三重水素の置き換えに対する水素/重水素の置き換えの効果の比はスウェイン式によって予測される。
  • L'effetto isotopico cinetico è un effetto riscontrato in cinetica chimica, consistente nella diminuzione della velocità di reazione quando un atomo che instaura un particolare legame chimico viene sostituito da un suo isotopo che contrae lo stesso tipo di legame. L'esempio classico e più eclatante è rappresentato dall'effetto dovuto alla deuterazione del legame C-H, con il risultato che a temperatura ambiente la scissione del legame C-D risulta circa 7 volte più lenta della scissione del legame C-H. È possibile distinguere l'effetto isotopico cinetico primario dall'effetto isotopico cinetico secondario: il primo è osservato quando lo stadio che determina la velocità di reazione implica la scissione del legame instaurato dall'isotopo, mentre il secondo effetto è dovuto alla diminuzione della velocità di reazione anche se non viene scisso il legame in cui è presente l'isotopo.L'effetto isotopico cinetico, associato a misure spettroscopiche, è di comune utilizzo nello studio della cinetica delle reazioni, permettendo di poter evidenziare in base a riscontri sperimentali il meccanismo di reazione.
dbpedia-owl:thumbnail
dbpedia-owl:wikiPageID
  • 3056357 (xsd:integer)
dbpedia-owl:wikiPageLength
  • 7545 (xsd:integer)
dbpedia-owl:wikiPageOutDegree
  • 37 (xsd:integer)
dbpedia-owl:wikiPageRevisionID
  • 106591191 (xsd:integer)
dbpedia-owl:wikiPageWikiLink
prop-fr:wikiPageUsesTemplate
dcterms:subject
rdfs:comment
  • Isotopeneffekt (auch Isotopieeffekt) bezeichnet die Unterschiede in den chemischen und physikalischen Eigenschaften von Stoffen, die davon herrühren, dass das betreffende Element oder, in einer chemischen Verbindung, eines der Elemente in Form des einen oder des anderen Isotops vorliegt.
  • 速度論的同位体効果(そくどろんてきどういたいこうか)は、化学反応において反応物の原子の1つを同位体で置き換えた場合に起こる反応速度の変化を指す。化学結合の生成・開裂に関与する部位の原子を同位体で置き換えると、反応速度は大きく影響を受ける。この速度変化は1次の同位体効果と呼ばれる。一方、置き換えが反応に直接関与しない部位で行われた場合の速度変化はより小さく、これは2次の同位体効果と呼ばれる。従って、速度論的同位体効果の大きさは反応機構を推定するのに使うことができる。同位体効果は反応の律速段階に最も観測されやすい。もし反応のある段階が律速でないならば、同位体の置き換えによる効果は現れにくい。同位体効果は質量比の違いが大きい場合により顕著に現れる。例えば、水素を重水素で置き換えると質量は2倍になるが、炭素12を炭素13で置き換えた場合の質量増加は 8% にしか過ぎない(この例では質量数は共に 1 amu 増加している)。12C−H 結合を含む反応の速度は一般的に 12C−D 結合のものと比べると6から10倍の速さであるが、13C−H で置き換えた場合にはおよそ1.04倍にしかならない。同位体の置き換えは様々な形で反応速度に影響を及ぼす。多くの場合、原子の質量変化は電子配置にはほとんど関係しないが、形成している化学結合の振動数に影響を与える。この観点から速度差が生じる原因の説明ができる。より重い原子を含む結合は、古典物理学的にはより低い振動数を持ち、量子論的にはより低いゼロ点エネルギーを持つ。ゼロ点エネルギーが低いと結合を開裂させるのにより多くのエネルギーが必要になり、すなわち結合を切断するための活性化エネルギーはより高くなる。従って、観測される反応速度は小さくなる(アレニウスの式を参照)。ある場合には、量子学的トンネル効果によって、より軽い同位体についてさらなる増速が観測される。通常、この現象はトンネル効果が十分に得られるほど軽い水素原子にのみ見られる。水素/三重水素の置き換えに対する水素/重水素の置き換えの効果の比はスウェイン式によって予測される。
  • Efekt izotopowy – występowanie różnic we własnościach fizycznych i chemicznych różnych izotopów tego samego pierwiastka chemicznego oraz związków chemicznych, posiadających dokładnie tę samą strukturę ale zawierających różne izotopy tego samego pierwiastka.Przykładem tego efektu są różnice we właściwościach fizycznych "zwykłej" wody (H2O) i ciężkiej wody (D2O). Ciężka woda posiada nieco większą gęstość i nieco wyższe temperatury przemian fazowych (topnienie i wrzenie) od "zwykłej wody".
  • L'effetto isotopico cinetico è un effetto riscontrato in cinetica chimica, consistente nella diminuzione della velocità di reazione quando un atomo che instaura un particolare legame chimico viene sostituito da un suo isotopo che contrae lo stesso tipo di legame.
  • Het kinetisch-isotoopeffect is het verschil in reactiesnelheid als een atoom van een reagens door een isotoop van dat atoom wordt vervangen.De chemische eigenschappen van isotopen van een element zijn bij benadering gelijk aan elkaar; slechts bij zeer nauwkeurige meting blijken er toch wel wat verschillen te zijn.
  • Kinetic isotope effect (KIE) refers to the change in the rate of a chemical reaction upon substitution of an atom in the reactants with one of its isotopes.
rdfs:label
  • Effet isotopique
  • Efecto isotópico cinético
  • Efekt izotopowy
  • Effetto isotopico cinetico
  • Isotopeneffekt
  • Kinetic isotope effect
  • Kinetisch-isotoopeffect
  • 速度論的同位体効果
owl:sameAs
http://www.w3.org/ns/prov#wasDerivedFrom
foaf:depiction
foaf:isPrimaryTopicOf
is dbpedia-owl:wikiPageWikiLink of
is foaf:primaryTopic of