來源:【高維度穩(wěn)定核素】公眾號(hào)(ID:)
核素效應(yīng)的根本緣由是不同核素或同位素()有不同的質(zhì)量、核載流子、及容積。假如一個(gè)過程中,核素同位素間的核載流子和容積的影響差異可以忽視不記,那我們都會(huì)觀察到精典的核素質(zhì)量蒸餾。但若果后二者的影響不可忽視,我們都會(huì)觀察到核素的非質(zhì)量蒸餾。我自己偏好稱之為“非完全質(zhì)量(Not-Mass-orNTMD)蒸餾”。
然而同位素效應(yīng),一個(gè)元素想要遺世獨(dú)立是很難的。諸如氫原子或氧原子,它們極少能自主自由地與別的元素結(jié)合或分離。為此,在絕大多數(shù)過程中,它們除了有閨密陪伴,背后還有七姑八舅。這就引起了我們觀察到的大多數(shù)蒸餾是核素體()間的蒸餾。好在只要核素間的核載流子或容積的影響差異可以忽視不記,這種核素體在不同數(shù)學(xué)物理過程中,雖然蒸餾有大有小,我們觀察到的仍然是精典的質(zhì)量蒸餾。
然而,有一個(gè)例外:反應(yīng)位置幾何空間的限制。
可以想像,假若一個(gè)物理反應(yīng)只能在分子中或界面的某個(gè)特定的空間位置進(jìn)行同位素效應(yīng),替換了核素的一個(gè)核素體就有可能由于身材的稍不合適而被歧視而敵視。這樣的“歧視”不是純粹質(zhì)量依賴的,而是由核素體的幾何形狀與特定反應(yīng)位置的匹配度所決定的。這類空間核素效應(yīng)在有機(jī)大分子(and,1964;etal.,2007)或表面催化反應(yīng)中(Tseetal.,2016)比較常見,但是在氫氘核素體系中最顯著,由于氫核素之間各方面差異最大。空間位阻核素效應(yīng)應(yīng)當(dāng)屬于NTMD蒸餾。
這樣的空間位阻核素效應(yīng)在氣態(tài)或氨水中無機(jī)的小離子小分子間會(huì)甚少出現(xiàn)。這大約是在地學(xué)中還沒造成注意的誘因。
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原創(chuàng):鮑惠銘
出品:高維度穩(wěn)定核素