106年:核醫診療(2)
下列何種放射性同位素所標誌的化合物其同位素效應( isotope effect )最為明顯?
A¹¹C
B¹²⁵I
C³H
D¹⁸F
詳細解析
本題觀念:
**同位素效應(isotope effect)**是指因原子質量差異,導致含不同同位素的分子在物理或化學行為上出現差異。**動力學同位素效應(kinetic isotope effect, KIE)**是最重要的一種,其大小取決於「重同位素對輕同位素的質量比」——質量比越大,同位素效應越顯著。本題問哪一種放射性標誌同位素的同位素效應最為明顯。
選項分析
(A) ¹¹C ¹¹C 標誌取代天然 ¹²C(質量數 12)。兩者質量比為 ,差異僅約 8%,同位素效應極小。 → 同位素效應最弱之一,不選。
(B) ¹²⁵I ¹²⁵I 標誌取代天然 ¹²⁷I(質量數 127)。兩者質量比為 ,差異僅約 1.6%,同位素效應幾乎可以忽略。 → 同位素效應極弱,不選。
(C) ³H(氚, tritium) ³H 取代天然 ¹H(質量數 1)。兩者質量比為 ,即 ³H 的質量是 ¹H 的3倍。這是所有常用放射性同位素中,同位素質量比最大的情況。在 KIE 中,C-T 鍵(碳-氚鍵)的零點振動能(zero-point energy)比 C-H 鍵低得多,導致 C-T 鍵斷裂需要更高的活化能
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