Sự khác biệt cơ bản giữa hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp và thứ cấp là hiệu ứng đồng vị sơ cấp mô tả sự thay thế đồng vị tại liên kết bị đứt trong khi hiệu ứng đồng vị thứ cấp mô tả sự thay thế đồng vị tại liên kết liền kề với liên kết bị đứt.
Hiệu ứng đồng vị động học hay KIE dùng để chỉ sự thay đổi tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học khi thay thế một 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 của KIE bằng cách chia hằng số tốc độ cho phản ứng liên quan đến chất phản ứng được thay thế đồng vị nhẹ từ hằng số tốc độ cho phản ứng liên quan đến chất phản ứng được 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.
Hiệu ứng đồng vị động học chính là gì?
Hiệu ứng đồng vị động năng chính 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 tốc độ của phản ứng. Do đó, loại hiệu ứng đồng vị này là dấu hiệu của việc phá vỡ liên kết hoặc hình thành liên kết với đồng vị ở bước giới hạn tốc độ.
Đối với phản ứng thay thế nucleophilic, hiệu ứng đồng vị động học chính được áp dụng cho các nhóm rời, nucleophile và alpha-carbon mà tại đó sự thay thế xảy ra. Loại hiệu ứng động học này ít nhạy hơn KIE lý tưởng. Điều này là do sự đóng góp của các yếu tố không dao 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 khác với vị trí phá vỡ liên kết. Nói cách khác, nó chỉ ra rằng không có liên kết nào với nguyên tử được đánh dấu đồng vị bị phá vỡ hoặc hình thành. Giống như hiệu ứng động học sơ cấp, điều này cũng diễn ra trong bước xác định tốc độ. Có ba loại hiệu ứng động học thứ cấp được đặt tên là hiệu ứng alpha, beta và gamma.
Hình 01: Sự thay thế hạt nhân bằng phân tử có hydro được thay thế bằng Deuterium
Không giống như KIE chính, KIE phụ 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 trên mỗi nguyên tử Deuterium, KIE thứ cấp lớn đáng kể. Ngoài ra, cường độ của hiệu ứng đồng vị động học thứ cấp được xác định bởi các yếu tố dao động.
Sự khác biệt giữa Hiệu ứng Đồng vị Động năng Sơ cấp và Thứ cấp là gì?
Hiệu ứng đồng vị động học hay KIE dùng để chỉ sự thay đổi tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học khi thay thế một đồng vị. Sự khác biệt cơ bản giữa hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp và thứ cấp là hiệu ứng đồng vị sơ cấp mô tả sự thay thế đồng vị tại liên kết bị đứt, trong khi hiệu ứng đồng vị thứ cấp mô tả sự thay thế đồng vị tại liên kết liền kề với liên kết bị đứt. Hơn nữa, không giống như KIE chính, KIE phụ có xu hướng nhỏ hơn nhiều.
Hơn nữa, cường độ của hiệu ứng đồng vị động năng thứ cấp được xác định bởi các yếu tố dao động trong khi hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp ít nhạy hơn do các yếu tố không dao động.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp và thứ cấp.
Tóm tắt - Hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp và thứ cấp
Hiệu ứng đồng vị động học hay KIE dùng để chỉ sự thay đổi tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học khi thay thế một đồng vị. Sự khác biệt cơ bản giữa hiệu ứng đồng vị động năng sơ cấp và thứ cấp là hiệu ứng đồng vị sơ cấp mô tả sự thay thế đồng vị tại liên kết bị đứt, trong khi hiệu ứng đồng vị thứ cấp mô tả sự thay thế đồng vị ở liên kết liền kề với liên kết bị đứt.
