Sự khác biệt giữa hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp

Các sự khác biệt chính giữa hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp là hiệu ứng đồng vị sơ cấp mô tả sự thay thế đồng vị ở liên kết bị phá vỡ trong khi hiệu ứng đồng vị thứ cấp mô tả sự thay thế đồng vị ở liên kết liền kề với liên kết bị phá vỡ.

Hiệu ứng đồng vị Kinetic hay KIE đề cập đến sự thay đổi tốc độ phản ứng của phản ứng hóa học khi thay thế đồng vị. Ở đây, một nguyên tử trong chất phản ứng được thay thế bằng đồng vị của nó nên tốc độ phản ứng sẽ khác với tốc độ ban đầu. Sau đó, chúng ta có thể xác định giá trị cho KIE bằng cách chia hằng số tốc độ cho phản ứng liên quan đến chất phản ứng thay thế đồng vị ánh sáng từ hằng số tốc độ cho phản ứng liên quan đến chất phản ứng thay thế đồng vị nặng. Do đó, KIE lớn hơn 1 được coi là hiệu ứng đồng vị động học bình thường trong khi KIE nhỏ hơn 1 được coi là hiệu ứng đồng vị động học nghịch đảo.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp là gì
3. Hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp là gì
4. So sánh cạnh nhau - Hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp là gì?

Hiệu ứng đồng vị động học nguyên phát là sự thay đổi tốc độ phản ứng do sự thay thế đồng vị tại vị trí phá vỡ liên kết. Ở đây, sự thay thế này đang trong giai đoạn phá vỡ liên kết ở bước xác định tỷ lệ của phản ứng. Do đó, loại hiệu ứng đồng vị này là biểu hiện của sự phá vỡ liên kết hoặc hình thành liên kết với đồng vị ở bước giới hạn tỷ lệ.

Đối với các phản ứng thế nucleophilic, hiệu ứng đồng vị động học chính được áp dụng để rời khỏi các nhóm, nucleophile và alpha-carbon mà tại đó sự thay thế xảy ra. Loại hiệu ứng động học này ít nhạy cảm hơn một KIE lý tưởng. Điều này là do sự đóng góp của các yếu tố không rung động.

Hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp là gì?

Hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp là sự thay đổi tốc độ của phản ứng do sự thay thế đồng vị tại một vị trí không phải là vị trí phá vỡ liên kết. Nói cách khác, nó chỉ ra rằng không có liên kết nào với nguyên tử được dán nhãn đẳng hướng bị phá vỡ hoặc hình thành. Giống như hiệu ứng động học chính, điều này cũng diễn ra trong bước xác định tỷ lệ. Có ba loại hiệu ứng động học thứ cấp được đặt tên là hiệu ứng alpha, beta và gamma.

Hình 01: Thay thế nucleophin bằng phân tử có hydro thay thế bằng Deuterium

Không giống như KIE chính, KIE thứ cấp có xu hướng nhỏ hơn nhiều. Tuy nhiên, loại KIE này vẫn rất hữu ích trong việc làm sáng tỏ các cơ chế phản ứng vì mỗi nguyên tử Deuterium, KIE thứ cấp là rất lớn. Ngoài ra, cường độ của các hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp được xác định bởi các yếu tố rung động.

Sự khác biệt giữa hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp là gì?

Hiệu ứng đồng vị Kinetic hay KIE đề cập đến sự thay đổi tốc độ phản ứng của phản ứng hóa học khi thay thế đồng vị. Sự khác biệt chính giữa hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp là hiệu ứng đồng vị sơ cấp mô tả sự thay thế đồng vị ở liên kết bị phá vỡ, trong khi hiệu ứng đồng vị thứ cấp mô tả sự thay thế đồng vị ở liên kết liền kề với liên kết bị phá vỡ. Hơn nữa, không giống như KIE chính, KIE thứ cấp có xu hướng nhỏ hơn nhiều.

Hơn nữa, cường độ của các hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp được xác định bởi các yếu tố rung động trong khi hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp ít nhạy hơn do các yếu tố không rung động.

Dưới đây Infographic tóm tắt sự khác biệt giữa hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp.

Tóm tắt - Hiệu ứng đồng vị động học sơ cấp và thứ cấp

Tài liệu tham khảo:

1. Hiệu ứng đồng vị Kinetic. Wikipedia, Wikimedia Foundation, ngày 8 tháng 11 năm 2019, Có sẵn tại đây.
2. Hiệu ứng đồng vị Kinetic. Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 5 tháng 6 năm 2019, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Việt Nam SN1 vs SN2, bởi Aykutaydin - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia

Khoa học & Tự nhiên