La diferència clau entre l'efecte isòtop cinètic primari i secundari és que l'efecte isòtop primari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç trencat, mentre que l'efecte isòtop secundari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç adjacent a l'enllaç trencat.
L'efecte isòtop cinètic o KIE es refereix al canvi en la velocitat de reacció d'una reacció química després de la substitució d'un isòtop. Aquí, un àtom d'un reactiu es substitueix pel seu isòtop, de manera que la velocitat de reacció seria diferent de la velocitat inicial. Aleshores podem determinar un valor de KIE dividint la constant de velocitat per a la reacció que implica el reactiu substituït isotòpicament lleuger de la constant de velocitat per a la reacció que implica el reactiu substituït isotòpicament pesat. Per tant, un KIE més gran que 1 es considera un efecte isotòpic cinètic normal, mentre que un KIE menor que 1 es considera un efecte isotòpic cinètic invers.
Què és l'efecte isòtop cinètic primari?
L'efecte isòtop cinètic primari és el canvi de velocitat de reacció a causa de la substitució isotòpica al lloc de ruptura de l'enllaç. Aquí, aquesta substitució es troba en l'etapa de trencament d'enllaços a l'etapa que determina la velocitat de la reacció. Per tant, aquest tipus d'efecte isotòpic és indicatiu de la ruptura d'un enllaç o la formació d'un enllaç a l'isòtop en el pas de limitació de velocitat.
Per a les reaccions de substitució nucleòfila, l'efecte isòtop cinètic primari s'aplica als grups abandonants, nucleòfils i carboni alfa en què es produeix la substitució. Aquest tipus d'efecte cinètic és menys sensible que un KIE ideal. Això es deu a la contribució de factors no vibratoris.
Què és l'efecte isòtop cinètic secundari?
L'efecte isòtop cinètic secundari és el canvi de la velocitat d'una reacció a causa de substitucions isotòpiques en un lloc diferent del lloc de ruptura de l'enllaç. En altres paraules, indica que no es trenca ni es forma cap enllaç a l'àtom marcat isotòpicament. Com l'efecte cinètic primari, això també té lloc en el pas de determinació de la velocitat. Hi ha tres tipus d'efectes cinètics secundaris anomenats efectes alfa, beta i gamma.
Figura 01: Substitució nucleòfila amb molècules amb hidrogen substituït per deuteri
A diferència del KIE primari, el KIE secundari sol ser molt més petit. Tanmateix, aquest tipus de KIE encara és molt útil per dilucidar els mecanismes de reacció perquè per àtoms de deuteri, el KIE secundari és considerablement gran. A part d'això, la magnitud dels efectes isotòpics cinètics secundaris està determinada per factors vibracionals.
Quina diferència hi ha entre l'efecte isòtop cinètic primari i secundari?
L'efecte isòtop cinètic o KIE es refereix al canvi en la velocitat de reacció d'una reacció química després de la substitució d'un isòtop. La diferència clau entre l'efecte isòtop cinètic primari i secundari és que l'efecte isòtop primari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç trencat, mentre que l'efecte isòtop secundari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç adjacent a l'enllaç trencat. A més, a diferència del KIE primari, el KIE secundari acostuma a ser molt més petit.
A més, la magnitud dels efectes isotòpics cinètics secundaris està determinada per factors vibracionals, mentre que l'efecte isotòpic cinètic primari és menys sensible a causa dels factors no vibracionals.
La infografia següent resumeix la diferència entre l'efecte isòtop cinètic primari i secundari.
Resum: efecte isòtop cinètic primari vs secundari
L'efecte isòtop cinètic o KIE es refereix al canvi en la velocitat de reacció d'una reacció química després de la substitució d'un isòtop. La diferència clau entre l'efecte isòtop cinètic primari i secundari és que l'efecte isòtop primari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç trencat, mentre que l'efecte isòtop secundari descriu la substitució isotòpica a l'enllaç adjacent a l'enllaç trencat.
