逆同位素效應英文解釋翻譯、逆同位素效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 inverse isotope effect

分詞翻譯：

逆的英語翻譯：

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

同位素效應的英語翻譯：

【化】 isotope effect

專業解析

在物理化學領域，逆同位素效應（英文：Inverse Kinetic Isotope Effect）是指一種特殊的動力學現象：當反應物中的輕同位素（如氫，¹H）被其重同位素（如氘，²H 或氚，³H）取代時，反應速率不降反升的現象。這與常見的正常同位素效應（重同位素取代導緻反應速率降低）形成鮮明對比。

核心特征與機制：

定義與判據：逆同位素效應表現為速率常數比值k_H / k_D < 1（或更一般地，k_light / k_heavy < 1）。這裡 k_H 是含輕同位素（如¹H）反應物的反應速率常數，k_D 是含重同位素（如²H）反應物的反應速率常數。比值小于1意味着重同位素版本的反應進行得更快。
主要成因 - 量子隧道效應：逆同位素效應最常與量子力學隧道效應相關聯。在涉及氫原子轉移（如質子轉移、氫原子提取）的反應中，當反應能壘較低且較窄時，粒子（如質子或氫原子）有一定概率不越過能壘頂點，而是“隧穿”通過能壘。輕粒子（如質子）由于其更大的零點能和更寬的波函數分布，隧穿概率通常比重粒子（如氘核）高，這導緻正常同位素效應（k_H > k_D）。然而，在某些特定情況下：
- 如果反應過渡态比反應物态具有更強的鍵合（更強的約束），重同位素在過渡态可能具有相對更高的零點能。
- 或者，在涉及預平衡或多步反應的複雜機制中，同位素取代可能影響反應路徑中某一步的平衡常數或速率，從而在表觀上導緻整體速率出現逆效應。
- 在這些特定場景下，重同位素取代可能導緻活化能降低或有利于反應進行的平衡移動，從而使得 k_D > k_H，即出現逆同位素效應。
典型反應類型：逆同位素效應常在以下類型的反應中被觀察到：
- 涉及緊密、對稱過渡态的質子轉移反應。
- 某些酶催化反應，其中複雜的反應路徑和隧道效應可能共同作用。
- 特定條件下的自由基重組或加成反應。

實例說明：

一個經典的例子是某些硝基烷烴的脫質子反應。在特定溶劑和堿條件下，氘代硝基烷烴（R-CD₂NO₂）的去質子化速率可能快于其質子類似物（R-CH₂NO₂），即 k_D > k_H，表現出逆同位素效應。這通常被解釋為反應涉及一個快速、可逆的預平衡步驟（形成碳負離子中間體），而同位素取代影響了這個預平衡常數（K_H / K_D > 1），最終導緻表觀速率常數出現逆效應。

權威來源參考：

《化學動力學基礎》（基礎教材）：許多物理化學或高等有機化學教材在讨論同位素效應和反應動力學章節時，會涵蓋正常與逆同位素效應的概念和理論解釋。例如，在闡述隧道效應或複雜反應機理時提及。 (代表性教材章節)
《Journal of the American Chemical Society》(JACS) 研究論文：該頂級期刊發表了大量深入研究逆同位素效應的原創性工作，特别是在有機反應機理和酶催化領域。例如，對特定反應體系中逆同位素效應的觀測和理論計算研究。 (JACS 相關論文示例： DOI: 10.1021/ja00101a078 - 注：此為示例性DOI，實際引用需用最新相關文獻)
國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) 術語綱要： IUPAC 對同位素效應有明确定義和分類，是化學術語的權威來源。其線上版或出版物（如《Compendium of Chemical Terminology》Gold Book）是重要參考。 (IUPAC Gold Book Isotope Effect 詞條： https://goldbook.iupac.org/terms/view/I03309)
《Accounts of Chemical Research》綜述文章：該期刊常發表對特定領域（如隧道效應在化學反應中的作用）的深入評述，其中會系統讨論包括逆同位素效應在内的各種現象及其理論解釋。 (相關綜述示例： DOI: 10.1021/ar00001a001 - 注：此為示例性DOI，實際引用需用最新相關綜述)

逆同位素效應（Inverse Kinetic Isotope Effect）是動力學同位素效應的一種特殊形式，表現為重同位素取代輕同位素後反應速率加快（k_heavy > k_light）。其核心成因通常與量子隧道效應在特定反應能壘結構下的表現，或者複雜反應機理中預平衡步驟的同位素敏感性有關。這種現象對于深入理解反應機理，特别是涉及氫轉移的反應路徑和過渡态性質，具有重要的理論和實驗意義。

網絡擴展解釋

逆同位素效應是同位素效應的一種特殊類型，指當反應物中的氫（H）被其同位素氘（D）取代後，反應速率反而加快的現象，表現為速率常數比值 ( k_H/k_D < 1 ) 。

核心原理與特點

定義與判斷依據
逆同位素效應與常規同位素效應（( k_H/k_D > 1 )）相反，其核心判斷标準是同位素取代後反應速率的變化方向。例如，若氘代反應物的反應速率比原反應物更快，則屬于逆同位素效應。
物理機制
與基态振動能（零點振動能）相關：
- 同位素質量增加時，化學鍵的振動頻率降低，導緻基态振動能減小。
- 在特定反應中（如涉及過渡态結構比反應物更“剛性”的情況），氘代可能降低活化能，從而加速反應。
應用與觀測
- 在光譜學（如紅外、拉曼）中，可通過振動頻率偏移檢測同位素效應，例如紅外波數位移反映鍵的振動特性變化。
- 常見于動力學同位素效應研究，尤其在催化、氣相分離等領域。

補充說明

同位素效應廣義上指因原子質量差異引起的物理或化學性質變化，而逆同位素效應是其中一種特殊表現。需注意，超導體中的同位素效應（如臨界溫度變化）屬于另一類現象，與此處讨論的化學反應動力學不同。