화학1 심화주제 탐구 수행평가 동위 원소
수소가 동위원소가 경수소 중수소 삼중수소로 이루어져 있잖아요 근데 여기서 질량이 커질 수록 진동수가 작아져서 전이 상태 통과 에너지가 커져서 반응이 느려지는게 맞나요?
화학 반응에서 반응물과 전이 상태사이의 최소한의 에너지 차이를 활성화 에너지라고 하는데요, 경수소–X 결합은 진동수가 커서 영점에너지가 높기 때문에, 결합을 끊고 전이 상태로 가는 데 필요한 추가 에너지가 상대적으로 작습니다. 반대로 중수소–X, 삼중수소–X 결합은 영점에너지가 낮아, 실제로 필요한 활성화 에너지가 더 커지게 되는데요 그 결과, 동위원소 질량이 클수록 반응 속도가 느려지는 경향이 나타납니다. 이를 1차 동위원소 효과라고 부릅니다. 말씀해주신 것과 같이 질량이 커질수록 결합 진동수가 작아짐에 따라서 영점에너지가 낮아지고, 전이 상태로 넘어가는 데 필요한 에너지가 커져서 반응 속도가 느려지는 것이 맞습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
분자의 진동수는 질량에 반비례 하는게 맞습니다. 전이상태 통과에너지라고 부르지 않고 이를 활성화 에너지라고 불러야 맞습니다.
아시겠지만 반응이 일어나기 위해서는 전이상태에 도달하기 위해 필요한 에너지가 있는데 이것이 활성화 에너지 입니다. 질량이 무거운 중수소 삼중수소는 경수소보다 질량도 높고 상대적 낮은 에너지 상태에서 활성화 에너지까지 도달해야 되기 때문에 더 높은 에너지를 필요로 하므로 반응속도가 느리게 됩니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)