このような同位体効果を用いることによって重水素やウランを分離するなどといった同位体の分離が可能となる。
超伝導における同位体効果.
通常、同位体が元の原子より軽ければ、転移温度は上がり、逆に重ければ下がる。
化学反応における同位体効果.
化合物中の原子を同位体に置換した際に反応速度に変化が見られることを速度論的同位体効果という。
化合物中の原子を同位体に置換すると元の原子との質量の違いにより結合エネルギーが変化する。同位体が元の原子と比較して重い場合、結合エネルギーは強くなる。そのため、その結合が切断される反応は遅くなる。これを一次の同位体効果という。
結合エネルギーの変化は同位体ともとの原子の質量比が大きいほど大きくなる。そのため、もっとも顕著に同位体効果が現れるのは軽水素をトリチウムに同位体置換したときである。その次が軽水素を重水素に同位体置換したときである。なお、これには軽水素の質量が小さいためにトンネル効果が起こりやすく結合が切断されやすいことも寄与している。
また、同位体置換された原子の担う結合が反応に関与していない場合でも、小さな同位体効果が見られることがある。これを二次の同位体効果という。
応用例.
ウラン濃縮では酸化/還元の反応速度差で異なる価のイオン間で濃度比にわずかな差が生じる現象を応用してイオン交換樹脂の吸着の差を利用して同位体を濃縮する。
超伝導体
シナプス
化学シナプス.
化学シナプスとは、細胞間に神経伝達物質が放出され、それが受容体に結合することによって細胞間の情報伝達が行われるシナプスのことを指す。化学シナプスは電気シナプスより広範に見られ、一般にシナプスとだけ言われるときはこちらを指すことが多い。
構造と機序.
情報伝達は一方向に行われ、興奮がシナプスに達するとシナプス小胞が細胞膜に融合しシナプス間隙に神経伝達物質が放出される。そして拡散した神経伝達物質がシナプス後細胞に存在する受容体に結合することで刺激が伝達されて行く。
化学シナプスにおける典型的な情報伝達機序は以下のように進む。
分類.
可塑性.
シナプスの活動状態などによってシナプスの伝達効率が変化するシナプス可塑性は、記憶や学習に重要な役割を持つと考えられている。
電気シナプス.