來源:【高維度穩定核素】公眾號(ID:)
核素效應的根本緣由是不同核素或同位素()有不同的質量、核載流子、及容積。假如一個過程中,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,那我們都會觀察到精典的核素質量蒸餾。但若果后二者的影響不可忽視,我們都會觀察到核素的非質量蒸餾。我自己偏好稱之為“非完全質量(Not-Mass-orNTMD)蒸餾”。
然而同位素效應,一個元素想要遺世獨立是很難的。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合或分離。為此,在絕大多數過程中,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學物理過程中,雖然蒸餾有大有小,我們觀察到的仍然是精典的質量蒸餾。
然而,有一個例外:反應位置幾何空間的限制。
可以想像,假若一個物理反應只能在分子中或界面的某個特定的空間位置進行同位素效應,替換了核素的一個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”不是純粹質量依賴的,而是由核素體的幾何形狀與特定反應位置的匹配度所決定的。這類空間核素效應在有機大分子(and,1964;etal.,2007)或表面催化反應中(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。空間位阻核素效應應當屬于NTMD蒸餾。
這樣的空間位阻核素效應在氣態或氨水中無機的小離子小分子間會甚少出現。這大約是在地學中還沒造成注意的誘因。
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原創:鮑惠銘
出品:高維度穩定核素