Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ

ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ, различия в св-вах изотопов данного элемента или в св-вах соед., содержащих разл. изотопы одного элемента (т. наз. изотопнозамещенных соед.). Чаше всего обусловлены различиями масс ядер изотопов (изотопные эффекты I рода), но м. б. вызваны также различиями и др. ядерных св-в (изотопные эффекты II рода). Изотопные эффекты I рода выражены тем сильнее, чем больше относит. разность масс соответствующих изотопов. Поэтому такие изотопные эффекты наиб. выражены у легких элементов (Н, Не, Li, Be, В, С). Если относит. различия атомных масс изотопов или мол. масс M1 и М2 двух изотопнозамещенных соед. малы [(М1 — М2)/М1 < 0,01 — 0,03], изотопные эффекты I рода пренебрежимо малы. Изотопные эффекты проявляются в том, что в-ва, отличающиеся изотопным составом, имеют разные физ. св-ва. Так, 4Не при сверхнизких т-рах переходит в сверхтекучее состояние, а 3Не таким св-вом не обладает. Вода состава Н2О имеет т. пл. 0°С, плотность при 20 °С 0,998 кг/дм3, а для воды состава D2O эти характеристики равны соотв. 3,82 °С и 1,104 кг/дм3. Изотопные эффекты подразделяют на термодинамич. и кинетические. К термодинамич. изотопным эффектам приводит нек-рое различие значений хим. потенциала в-в с изотопнозамещенными молекулами. Согласно статистич. термодинамике, это обусловлено различиями значений статистич. сумм изотопов и изотопнозамещенных молекул. Для разных изотопов одного элемента наблюдаются различия поступат. статистич. сумм; для двух-и многоатомных молекул разного изотопного состава еще и различия колебательной и вибрационной статистич. сумм. В результате термодинамич. св-ва в-в разного изотопного состава несколько разнятся между собой. Следствием этого является различие в равновесном распределении изотопов одного элемента между разными фазами, хим. формами и т. п. Константы равновесия К р-ций изотопного обмена с участием атомов легких элементов заметно отличаются от 1. Так, при 25 °С для р-ции Н2 + DCl D НСl + HD К = 1,45. С ростом ат. н. элемента термодинамич. изотопный эффект быстро уменьшается. Напр., при 25° К = 1,003 для р-ции Н37Сl + 1/235Сl2 D Н35Сl + 1/237Сl2 и 1,0004 для аналогичной р-ции с участием 79Вr и 81Вr. Кинетич. изотопные эффекты проявляются в различиях скоростей р-ций с участием разных изотопов данного элемента, изотопнозамещенных молекул или ионов. Различают межмол. и внутримол. изотопные эффекты. Так, наблюдаемые константы скорости k1 и k2 декарбоксилирования малоновой к-ты разного изотопного состава
181_200-59.jpg
различаются из-за межмол. изотопного эффекта, а значения k'1 и k'2 для р-ций
181_200-60.jpg
различаются из-за внутримол. изотопного эффекта. В отличие от межмолекулярного, внутримол. изотопный эффект не зависит от т-ры (подробнее см. Кинетический изотопный эффект). Разл. изотопные эффекты I рода лежат в основе большинства известных способов изотопов разделения. Изотопные эффекты II рода обусловлены различиями таких св-в ядер, как спин, энергия g-квантов, испускаемых после захвата нейтрона, наличие изомерных состояний (см. Изомерия атомных ядер) и нек-рых др. Эти изотопные эффекты проявляются, напр., в неодинаковом распределении изотопов или ядерных изомеров между разл. хим. формами, содержащими ядра, к-рые образуются в результате захвата нейтронов. Так, после нейтронного облучения бромбензола содержание 80Вr в "материнской" форме на 10-15% ниже, чем 80mВr. Изотопные эффекты могут приводить к различиям в частотах колебательных и вращательных спектров изотопнозамещенных соед.; эти различия наиб. существенны для молекул, содержащих изотопы водорода. Различия в энергиях основного квантового состояния атомных электронов, связанные с изотопными эффектами, приводят, в частности, к разнице энергий диссоциации изотопнозамещенных молекул (напр., Н2, HD и D2). Следует отметить, что различия в периодах полураспада T1/2 радиоактивных изотопов данного элемента, а также в св-вах излучения, испускаемого ядрами при радиоактивном распаде, к изотопным эффектам относить не принято. Лит. см. при ст. Радиохимия. С. С. Бердоносов.


===
Исп. литература для статьи «ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ»: нет данных

Страница «ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн