同位素——化学性质几乎相同，但严格来说并非完全相同
2026-2-19 10:05
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| 元素 | 同位素对比 | 化学性质差异举例 | 差异幅度 |
|---|---|---|---|
| 氢 | ¹H vs ²H (氘) | C–H 键比 C–D 键更容易断裂（反应速率可差 5–8 倍） | 非常显著 |
| 氢 | ¹H vs ³H (氚) | 氚取代后反应速率更慢，生物标记实验中常用此效应 | 显著 |
| 碳 | ¹²C vs ¹³C | ¹³C 化合物在某些酶促反应中速率略慢（约 1–3%） | 小但可测 |
| 氧 | ¹⁶O vs ¹⁸O | H₂¹⁸O 的蒸气压略低，平衡常数有微小变化（氧同位素分馏） | 小 |
| 较重元素 | 如 ³⁵Cl vs ³⁷Cl | 差异通常小于 0.1–1%，在常规化学反应中基本可忽略 | 极小 |
化学性质：几乎相同，但严格来说并非完全相同
原因：化学性质主要由原子核外电子层结构决定。同位素的质子数相同 → 电子数相同 → 电子构型相同，因此它们参与的绝大多数化学反应（成键、氧化还原、酸碱性等）行为高度一致。
但存在微小但可测量的差异（称为同位素效应 / kinetic isotope effect 或 equilibrium isotope effect），尤其在轻元素上明显：
对于大多数元素（尤其是原子序数 > 10 的元素），化学性质差异小到在普通化学实验中可以视为“相同”。但在精密物理化学、酶反应动力学、同位素示踪、质谱分析等领域，这些微小差异是非常重要的，甚至是研究核心。
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