homotropy是什么意思，homotropy的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

Homotropy（同质子异构）是一个化学术语，特指在核磁共振（NMR）波谱学中观察到的一种现象。它描述的是分子中某些原子或基团虽然处于化学上等价的位置（即具有相同的化学环境），但由于分子本身的对称性或快速内部运动，在NMR谱图上仅显示为一个单一信号的特征。

其核心含义和要点如下：

1. 结构基础 - 化学等价性： 同质子异构现象发生的前提是分子中存在化学等价的原子（通常是氢原子，即质子）。化学等价意味着这些原子在分子中占据完全相同的位置，具有相同的化学环境，例如通过对称操作（如旋转轴、对称面）可以相互交换位置。例如，苯环上处于对位的两个氢原子通常是化学等价的。
2. 位置可变性与快速交换： 关键在于，虽然这些原子在静态结构上是等价的，但某些分子可能具有较低的能量构象或存在快速的内部运动（如环翻转、键旋转），使得这些原子在空间中的位置可以互换。这种互换发生得非常快（远快于NMR的时间尺度）。
3. NMR表现 - 单一信号： 正是由于这种快速的互换或位置平均化，NMR仪器无法区分这些化学等价的原子。因此，尽管它们可能暂时处于稍有差异的局部环境中，但在谱图上只产生一个尖锐的、合并的吸收峰，而不是多个峰。这个单一的峰代表了所有这些等价原子的“平均”化学位移。
4. 与异质子异构的区别： 这是与异质子异构（Diastereotopic）相对的概念。异质子异构的原子或基团虽然可能化学等价，但由于分子缺乏必要的对称性或存在手性中心，它们在空间中的位置不可互换，因此在NMR上会显示出不同的化学位移信号（如果测试条件能区分它们）。

简单例子： 考虑环己烷分子（C₆H₁₂）。在室温下：

• 环己烷椅式构象中的轴向氢（axial H）和赤道向氢（equatorial H）在化学上是不等价的。
• 然而，环己烷经历快速的环翻转（ring flip），使得任何一个氢原子都会在轴向和赤道向位置之间快速交换。
• 由于这种交换速度极快，NMR无法区分轴向氢和赤道向氢。结果，环己烷的所有12个氢原子在¹H NMR谱上只显示为一个尖锐的单峰（化学位移约为 δ 1.44 ppm）。这就是一个典型的同质子异构现象的例子——尽管存在瞬时的不等价（轴向vs赤道向），但快速平均化导致单一信号。

Homotropy 描述的是一种动态平均效应。它指代分子中一组化学等价的原子（通常是质子），由于分子快速的内部运动或对称性操作，在NMR时间尺度上表现出位置或环境的不可区分性，从而在谱图上仅产生一个单一的共振信号。这种现象强调了NMR观察到的“等价性”不仅取决于静态结构，也受分子动态行为的影响。

来源参考：

• 专业化学术语库： 该解释基于标准有机化学和核磁共振波谱学教科书及术语定义，如 Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S. Organic Chemistry (牛津大学出版社) 或 Silverstein, R. M.; Webster, F. X.; Kiemle, D. J. Spectrometric Identification of Organic Compounds (Wiley) 中关于化学等价性、同质子异构和异质子异构的讨论。
• IUPAC 金皮书术语参考： 国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的《Compendium of Chemical Terminology》（金皮书）是化学术语的权威来源，其中定义了与化学位移等价性相关的概念。虽然“homotropy”本身可能不是最顶层的核心词条，但其描述的现象是NMR基础概念“化学位移等价性（chemical shift equivalence）”在特定情况（快速交换）下的表现。建议查阅相关章节。 (概念基础可参考 IUPAC Gold Book 相关条目： https://goldbook.iupac.org/ - 搜索 Chemical Shift Equivalence 等)
• 核磁共振波谱学专著： 更深入的讨论可在专门讲解NMR原理和应用的书籍中找到，例如 Levitt, M. H. Spin Dynamics: Basics of Nuclear Magnetic Resonance (Wiley) 或 Keeler, J. Understanding NMR Spectroscopy (Wiley)，这些书籍会详细解释化学等价、磁等价以及快速交换对谱图的影响。

网络扩展资料

关于“homotropy”一词，目前存在以下可能性需要澄清：

1. 可能为拼写错误
   该词更可能是数学术语homotopy（同伦） 的拼写错误。在拓扑学中，homotopy 指两个连续函数之间的连续形变关系。例如，一个圆和正方形在拓扑上可通过同伦变换相互转换。

2. 化学领域的特殊用法
   极少数文献中，“homotropy”可能指分子结构中同源环状排列，即原子通过单键旋转形成相似构型的现象，但此用法非常罕见且未被主流词典收录。

3. 生物学潜在含义
   在早期生物学文献中，该词偶尔被用来描述生物体局部结构的相似性，但现代术语中已被更精确的词汇取代。

建议：
若您需要具体领域的解释，请确认拼写是否正确（例如是否为 homotopy/homotropism），或补充上下文信息。当前主流学术领域更常用的是homotopy 概念，其数学表达式可表示为：
$$ H: X times [0,1] to Y
H(x,0)=f(x), H(x,1)=g(x) $$
其中 $f$ 和 $g$ 是通过同伦 $H$ 连接的两个连续映射。

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