逆同位素效应英文解释翻译、逆同位素效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 inverse isotope effect

分词翻译：

逆的英语翻译：

athwart; contradictorily; counter; disobey; go against; inverse
【医】 contra-

同位素效应的英语翻译：

【化】 isotope effect

专业解析

在物理化学领域，逆同位素效应（英文：Inverse Kinetic Isotope Effect）是指一种特殊的动力学现象：当反应物中的轻同位素（如氢，¹H）被其重同位素（如氘，²H 或氚，³H）取代时，反应速率不降反升的现象。这与常见的正常同位素效应（重同位素取代导致反应速率降低）形成鲜明对比。

核心特征与机制：

定义与判据：逆同位素效应表现为速率常数比值k_H / k_D < 1（或更一般地，k_light / k_heavy < 1）。这里 k_H 是含轻同位素（如¹H）反应物的反应速率常数，k_D 是含重同位素（如²H）反应物的反应速率常数。比值小于1意味着重同位素版本的反应进行得更快。
主要成因 - 量子隧道效应：逆同位素效应最常与量子力学隧道效应相关联。在涉及氢原子转移（如质子转移、氢原子提取）的反应中，当反应能垒较低且较窄时，粒子（如质子或氢原子）有一定概率不越过能垒顶点，而是“隧穿”通过能垒。轻粒子（如质子）由于其更大的零点能和更宽的波函数分布，隧穿概率通常比重粒子（如氘核）高，这导致正常同位素效应（k_H > k_D）。然而，在某些特定情况下：
- 如果反应过渡态比反应物态具有更强的键合（更强的约束），重同位素在过渡态可能具有相对更高的零点能。
- 或者，在涉及预平衡或多步反应的复杂机制中，同位素取代可能影响反应路径中某一步的平衡常数或速率，从而在表观上导致整体速率出现逆效应。
- 在这些特定场景下，重同位素取代可能导致活化能降低或有利于反应进行的平衡移动，从而使得 k_D > k_H，即出现逆同位素效应。
典型反应类型：逆同位素效应常在以下类型的反应中被观察到：
- 涉及紧密、对称过渡态的质子转移反应。
- 某些酶催化反应，其中复杂的反应路径和隧道效应可能共同作用。
- 特定条件下的自由基重组或加成反应。

实例说明：

一个经典的例子是某些硝基烷烃的脱质子反应。在特定溶剂和碱条件下，氘代硝基烷烃（R-CD₂NO₂）的去质子化速率可能快于其质子类似物（R-CH₂NO₂），即 k_D > k_H，表现出逆同位素效应。这通常被解释为反应涉及一个快速、可逆的预平衡步骤（形成碳负离子中间体），而同位素取代影响了这个预平衡常数（K_H / K_D > 1），最终导致表观速率常数出现逆效应。

权威来源参考：

《化学动力学基础》（基础教材）：许多物理化学或高等有机化学教材在讨论同位素效应和反应动力学章节时，会涵盖正常与逆同位素效应的概念和理论解释。例如，在阐述隧道效应或复杂反应机理时提及。 (代表性教材章节)
《Journal of the American Chemical Society》(JACS) 研究论文：该顶级期刊发表了大量深入研究逆同位素效应的原创性工作，特别是在有机反应机理和酶催化领域。例如，对特定反应体系中逆同位素效应的观测和理论计算研究。 (JACS 相关论文示例： DOI: 10.1021/ja00101a078 - 注：此为示例性DOI，实际引用需用最新相关文献)
国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 术语纲要： IUPAC 对同位素效应有明确定义和分类，是化学术语的权威来源。其在线版或出版物（如《Compendium of Chemical Terminology》Gold Book）是重要参考。 (IUPAC Gold Book Isotope Effect 词条： https://goldbook.iupac.org/terms/view/I03309)
《Accounts of Chemical Research》综述文章：该期刊常发表对特定领域（如隧道效应在化学反应中的作用）的深入评述，其中会系统讨论包括逆同位素效应在内的各种现象及其理论解释。 (相关综述示例： DOI: 10.1021/ar00001a001 - 注：此为示例性DOI，实际引用需用最新相关综述)

逆同位素效应（Inverse Kinetic Isotope Effect）是动力学同位素效应的一种特殊形式，表现为重同位素取代轻同位素后反应速率加快（k_heavy > k_light）。其核心成因通常与量子隧道效应在特定反应能垒结构下的表现，或者复杂反应机理中预平衡步骤的同位素敏感性有关。这种现象对于深入理解反应机理，特别是涉及氢转移的反应路径和过渡态性质，具有重要的理论和实验意义。

网络扩展解释

逆同位素效应是同位素效应的一种特殊类型，指当反应物中的氢（H）被其同位素氘（D）取代后，反应速率反而加快的现象，表现为速率常数比值 ( k_H/k_D < 1 ) 。

核心原理与特点

定义与判断依据
逆同位素效应与常规同位素效应（( k_H/k_D > 1 )）相反，其核心判断标准是同位素取代后反应速率的变化方向。例如，若氘代反应物的反应速率比原反应物更快，则属于逆同位素效应。
物理机制
与基态振动能（零点振动能）相关：
- 同位素质量增加时，化学键的振动频率降低，导致基态振动能减小。
- 在特定反应中（如涉及过渡态结构比反应物更“刚性”的情况），氘代可能降低活化能，从而加速反应。
应用与观测
- 在光谱学（如红外、拉曼）中，可通过振动频率偏移检测同位素效应，例如红外波数位移反映键的振动特性变化。
- 常见于动力学同位素效应研究，尤其在催化、气相分离等领域。

补充说明

同位素效应广义上指因原子质量差异引起的物理或化学性质变化，而逆同位素效应是其中一种特殊表现。需注意，超导体中的同位素效应（如临界温度变化）属于另一类现象，与此处讨论的化学反应动力学不同。