Diferença entre o efeito isotópico cinético primário e secundário

o diferença chave entre o efeito isotópico cinético primário e secundário é que o efeito isotópico primário descreve a substituição isotópica na ligação quebrada, enquanto o efeito isotópico secundário descreve a substituição isotópica na ligação adjacente à ligação quebrada.

O efeito do isótopo cinético ou KIE refere-se à alteração na taxa de reação de uma reação química após a substituição de um isótopo. Aqui, um átomo de um reagente é substituído por seu isótopo, de modo que a taxa de reação seria diferente da taxa inicial. Em seguida, podemos determinar um valor para o KIE dividindo a constante de taxa para a reação que envolve o reagente isotopicamente substituído leve da constante de taxa para a reação que envolve o reagente pesado isotopicamente substituído. Portanto, KIE maior que 1 é considerado como efeito isotópico cinético normal, enquanto KIE menor que 1 é considerado como efeito isotópico cinético inverso.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é o Efeito Isotópico Cinético Primário
3. O que é o Efeito Isotópico Cinético Secundário
4. Comparação Lado a Lado - Efeito Isotópico Cinético Primário vs Secundário em Forma Tabular
5. Resumo

O que é o efeito isotópico cinético primário?

O efeito isotópico cinético primário é a alteração da taxa de reação devido à substituição isotópica no local da quebra da ligação. Aqui, essa substituição está no estágio de quebra de ligação na etapa de determinação da taxa da reação. Portanto, esse tipo de efeito isotópico é indicativo de quebra de ligação ou formação de ligação ao isótopo na etapa de limitação da taxa.

Para reações de substituição nucleofílica, o efeito isotópico cinético primário é aplicado para grupos de saída, nucleófilos e carbono alfa nos quais a substituição ocorre. Este tipo de efeito cinético é menos sensível que um KIE ideal. Isso se deve à contribuição de fatores não vibracionais.

O que é o Efeito Isotópico Cinético Secundário?

O efeito isotópico cinético secundário é a alteração da taxa de uma reação devido a substituições isotópicas em um local diferente do local de quebra de ligação. Em outras palavras, indica que nenhuma ligação ao átomo marcado isotopicamente é quebrada ou formada. Como efeito cinético primário, isso também ocorre na etapa de determinação da taxa. Existem três tipos de efeitos cinéticos secundários denominados efeito alfa, beta e gama.

Figura 01: Substituição nucleofílica por moléculas com hidrogênio substituído por deutério

Ao contrário do KIE primário, o KIE secundário tende a ser muito menor. No entanto, esse tipo de KIE ainda é muito útil para elucidar os mecanismos de reação porque, por átomos de Deutério, o KIE secundário é consideravelmente grande. Além disso, a magnitude dos efeitos isotópicos cinéticos secundários é determinada por fatores vibracionais.

Qual é a diferença entre o efeito isotópico cinético primário e secundário?

O efeito do isótopo cinético ou KIE refere-se à alteração na taxa de reação de uma reação química após a substituição de um isótopo. A principal diferença entre o efeito isotópico cinético primário e secundário é que o efeito isotópico primário descreve a substituição isotópica na ligação quebrada, enquanto o efeito isotópico secundário descreve a substituição isotópica na ligação adjacente à ligação quebrada. Além disso, ao contrário do KIE primário, o KIE secundário tende a ser muito menor.

Além disso, a magnitude dos efeitos isotópicos cinéticos secundários é determinada por fatores vibracionais, enquanto o efeito isotópico cinético primário é menos sensível devido aos fatores não vibracionais..

O infográfico abaixo resume a diferença entre o efeito isotópico cinético primário e secundário.

Resumo - Efeito isotópico cinético primário versus secundário

O efeito do isótopo cinético ou KIE refere-se à alteração na taxa de reação de uma reação química após a substituição de um isótopo. A principal diferença entre o efeito isotópico cinético primário e secundário é que o efeito isotópico primário descreve a substituição isotópica na ligação quebrada, enquanto o efeito isotópico secundário descreve a substituição isotópica na ligação adjacente à ligação quebrada.

Referência:

1. "Efeito de isótopo cinético". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 8 de novembro de 2019, disponível aqui.
2. "Efeitos de isótopos cinéticos". Química LibreTexts, Libretexts, 5 de junho de 2019, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. “SN1 vs SN2” Por Aykutaydin - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia