溶剂同位素效应英文解释翻译、溶剂同位素效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 solvent isotope effect(SIE)

分词翻译：

溶剂的英语翻译：

dissolvent; menstruum; resolvent; solvent
【化】 dissolvent; solvent
【医】 dissolvent; solvent; solventia

同位素效应的英语翻译：

【化】 isotope effect

专业解析

溶剂同位素效应（Solvent Isotope Effect）是指当溶剂中的氢原子（H）被其同位素氘（D）取代后，化学反应速率或平衡常数发生改变的现象。这种效应主要源于氢与氘原子在质量、零点振动能及氢键强度上的差异，是物理有机化学和酶动力学研究中的重要工具。以下从汉英词典角度进行详细解释：

一、核心定义与机理

动力学同位素效应（Kinetic Solvent Isotope Effect, KSIE）
当溶剂由H₂O变为D₂O时，反应速率常数（k）的变化称为KSIE。其值表示为 k_H₂O/k_D₂O。若比值大于1，表明反应在轻水中更快，通常与质子转移步骤相关。

机理：氘原子质量大于氢，导致O-D键的零点振动能低于O-H键，断裂O-D键需更高活化能。
热力学同位素效应（Thermodynamic SIE）
影响反应平衡常数（K），如酸解离常数pK_a在D₂O中通常比H₂O中高0.5单位，因D₃O⁺比H₃O⁺酸性更强。

二、类型与典型值

效应类型	表达式	典型范围	主导因素
初级动力学效应	k_H/k_D	2–7	反应键断裂（C-H vs C-D）
次级动力学效应	k_H₂O/k_D₂O	1–3	溶剂氢键网络重组

三、应用领域

反应机理研究
KSIE > 1.5 提示速率决定步骤涉及质子转移（如酯水解），而KSIE ≈ 1 则表明非质子机制。

酶催化分析
通过D₂O中酶活性变化，推断催化位点质子传递路径（例：溶菌酶KSIE=3.0）。

溶剂结构表征
D₂O的粘度比H₂O高23%，介电常数低2%，影响离子溶剂化和反应物扩散。

四、数学表达示例

反应平衡常数变化遵循Swain-Schadow方程：

$$ frac{K_H}{K_D} = prod left( frac{u_D}{u_H} right)^{1/2} e^{-Delta U / kT} $$

其中 u 为振动频率，ΔU 为势能差。

权威参考文献

《物理有机化学》（Anslyn & Dougherty, 2006）
第9章详述同位素效应理论（ISBN 978-1891389313）。

《Journal of the American Chemical Society》
Kresge, A. J. (1975). "Solvent isotope effects on acid-base equilibria" (JACS 97:3, pp 670–675).

《酶动力学》（Copeland, 2000）
第7章讨论同位素效应在酶机制中的应用（ISBN 978-0471241978）。

以上内容综合自物理有机化学经典教材及权威期刊，聚焦溶剂同位素效应的定义、分类与应用场景，符合学术解释的严谨性要求。

网络扩展解释

溶剂同位素效应是指当溶剂中的某一原子被其同位素取代时，引起化学反应速率或热力学平衡变化的现。它是同位素效应的一种具体表现形式，常见于以水（H₂O）或重水（D₂O）为溶剂的反应中。以下是详细解释：

1.定义与核心机制

同位素差异：同位素因质量或核性质（如中子数、核自旋）不同，导致物理化学性质差异。例如，D（氘）比H（氢）质量大一倍，其化学键的振动频率更低、键能更强。
溶剂作用：溶剂分子参与反应过渡态或平衡态时，同位素替换会改变溶剂化效应、氢键强度等，从而影响反应速率或平衡常数。

2.分类

动力学同位素效应：同位素替换直接影响反应速率。例如，在酸催化反应中，D₃O⁺的酸性弱于H₃O⁺，导致反应速率降低。
热力学同位素效应：同位素替换改变反应的平衡状态。例如，D₂O中某些氢键网络更稳定，可能影响分子构象或平衡常数。

3.典型应用

反应机理研究：通过对比H₂O和D₂O中的反应速率差异，可推断反应是否涉及质子转移或氢键重组步骤。
生物化学领域：酶催化反应中，溶剂同位素效应可揭示活性位点的质子传递机制。

4.示例

若某酸催化水解反应在D₂O中速率显著降低，表明过渡态涉及质子转移步骤（动力学效应）；若平衡时产物比例变化，则体现热力学效应。

溶剂同位素效应是研究反应机理的重要工具，其本质源于同位素质量差异引起的微观性质变化，对化学、生物化学及材料科学均有重要意义。