溶劑同位素效應英文解釋翻譯、溶劑同位素效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 solvent isotope effect(SIE)

分詞翻譯：

溶劑的英語翻譯：

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

同位素效應的英語翻譯：

【化】 isotope effect

專業解析

溶劑同位素效應（Solvent Isotope Effect）是指當溶劑中的氫原子（H）被其同位素氘（D）取代後，化學反應速率或平衡常數發生改變的現象。這種效應主要源于氫與氘原子在質量、零點振動能及氫鍵強度上的差異，是物理有機化學和酶動力學研究中的重要工具。以下從漢英詞典角度進行詳細解釋：

一、核心定義與機理

動力學同位素效應（Kinetic Solvent Isotope Effect, KSIE）
當溶劑由H₂O變為D₂O時，反應速率常數（k）的變化稱為KSIE。其值表示為 k_H₂O/k_D₂O。若比值大于1，表明反應在輕水中更快，通常與質子轉移步驟相關。

機理：氘原子質量大于氫，導緻O-D鍵的零點振動能低于O-H鍵，斷裂O-D鍵需更高活化能。
熱力學同位素效應（Thermodynamic SIE）
影響反應平衡常數（K），如酸解離常數pK_a在D₂O中通常比H₂O中高0.5單位，因D₃O⁺比H₃O⁺酸性更強。

二、類型與典型值

效應類型	表達式	典型範圍	主導因素
初級動力學效應	k_H/k_D	2–7	反應鍵斷裂（C-H vs C-D）
次級動力學效應	k_H₂O/k_D₂O	1–3	溶劑氫鍵網絡重組

三、應用領域

反應機理研究
KSIE > 1.5 提示速率決定步驟涉及質子轉移（如酯水解），而KSIE ≈ 1 則表明非質子機制。

酶催化分析
通過D₂O中酶活性變化，推斷催化位點質子傳遞路徑（例：溶菌酶KSIE=3.0）。

溶劑結構表征
D₂O的粘度比H₂O高23%，介電常數低2%，影響離子溶劑化和反應物擴散。

四、數學表達示例

反應平衡常數變化遵循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 為振動頻率，ΔU 為勢能差。

權威參考文獻

《物理有機化學》（Anslyn & Dougherty, 2006）
第9章詳述同位素效應理論（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).

《酶動力學》（Copeland, 2000）
第7章讨論同位素效應在酶機制中的應用（ISBN 978-0471241978）。

以上内容綜合自物理有機化學經典教材及權威期刊，聚焦溶劑同位素效應的定義、分類與應用場景，符合學術解釋的嚴謹性要求。

網絡擴展解釋

溶劑同位素效應是指當溶劑中的某一原子被其同位素取代時，引起化學反應速率或熱力學平衡變化的現。它是同位素效應的一種具體表現形式，常見于以水（H₂O）或重水（D₂O）為溶劑的反應中。以下是詳細解釋：

1.定義與核心機制

同位素差異：同位素因質量或核性質（如中子數、核自旋）不同，導緻物理化學性質差異。例如，D（氘）比H（氫）質量大一倍，其化學鍵的振動頻率更低、鍵能更強。
溶劑作用：溶劑分子參與反應過渡态或平衡态時，同位素替換會改變溶劑化效應、氫鍵強度等，從而影響反應速率或平衡常數。

2.分類

動力學同位素效應：同位素替換直接影響反應速率。例如，在酸催化反應中，D₃O⁺的酸性弱于H₃O⁺，導緻反應速率降低。
熱力學同位素效應：同位素替換改變反應的平衡狀态。例如，D₂O中某些氫鍵網絡更穩定，可能影響分子構象或平衡常數。

3.典型應用

反應機理研究：通過對比H₂O和D₂O中的反應速率差異，可推斷反應是否涉及質子轉移或氫鍵重組步驟。
生物化學領域：酶催化反應中，溶劑同位素效應可揭示活性位點的質子傳遞機制。

4.示例

若某酸催化水解反應在D₂O中速率顯著降低，表明過渡态涉及質子轉移步驟（動力學效應）；若平衡時産物比例變化，則體現熱力學效應。

溶劑同位素效應是研究反應機理的重要工具，其本質源于同位素質量差異引起的微觀性質變化，對化學、生物化學及材料科學均有重要意義。