Welchen Vorteil bringen starke Isotopeneffekte des Myoniums bei chemischen Reaktionen?
Theorien für Reaktionsmechanismen gut überprüft werden können
Wasserstoff
Wasserstoff

=== Wasserstoffähnliche Isotope ===
Durch die Einbeziehung von Myonen, negativ geladenen instabilen Elementarteilchen mit ungefähr 10 % der Masse eines Protons, können exotische kurzlebige Strukturen erstellt werden, die sich chemisch wie ein Wasserstoffatom verhalten. Da Myonen selten natürlich vorkommen und ihre Lebensdauer lediglich 2 µs beträgt, werden solche Wasserstoffisotope künstlich an Teilchenbeschleunigern hergestellt.
Das Myonium besteht aus einem Elektron und einem positiv geladenen Antimyon, das die Rolle des Protons (also des Atomkerns) einnimmt. Auf Grund seiner Kernladungszahl von 1 e handelt es sich bei Myonium chemisch um Wasserstoff. Wegen der geringen Atommasse von 0,1 u (1/10 von H) treten Isotopeneffekte bei chemischen Reaktionen besonders stark in Erscheinung, so dass damit Theorien für Reaktionsmechanismen gut überprüft werden können.
Ein exotischer Wasserstoff mit einer Masse von 4,1 u entsteht, wenn in einem 4He-Atom eines der Elektronen durch ein ''Myon'' ersetzt wird. Auf Grund seiner gegenüber dem Elektron wesentlich höheren Masse ist das Myon dicht am He-Kern lokalisiert und schirmt eine der beiden Elementarladungen des Kerns ab. Zusammen bilden He-Kern und Myon effektiv einen Kern mit einer Masse von 4,1 u und einer Ladung von 1 e, so dass es sich chemisch um Wasserstoff handelt.
Isotopeneffekt Radical_Clock
:Cyclisierungen von Alkylradikalen sind geeignete Reaktionen
Die  ist eine Methode der chemischen Reaktionskinetik zur indirekten Messung von Geschwindigkeitskonstanten von Reaktionen eines  Radikals. Um diese Methode anwenden zu können, muss dem Radikal ein unimolekularer Reaktionsweg offenstehen, für den die Geschwindigkeitskonstante gut bekannt ist. Dies ist bei Alkylradikalen oft der Fall. Bei dieser sogenannten  handelt es sich oft um eine Ringschluss-, Ringöffnungs- oder eine Umlagerungsreaktion oder um Elektronentransfer. Bei der Anwendung der Methode steht diese Reaktion in Konkurrenz zu der (meist) bimolekularen Reaktion, an deren Geschwindigkeitskonstante man interessiert ist. Das Verzweigungsverhältnis zwischen beiden Reaktionen wird dann durch Analyse der Reaktionsprodukte bestimmt. Es hängt ab von der (geeignet zu wählenden) Konzentration des Reaktionspartners.
Der Vorteil der Methode ist die relative Einfachheit der Produktanalytik, z. B. Gas- oder Flüssigkeitschromatographie oder NMR-Spektroskopie, sodass bei Verfügbarkeit einer ''Clock Reaction'' oft mehrere bimolekulare Reaktionen an diese angeschlossen werden.
Eine mögliche Komplikation ist die Reversibilität der ''Clock Reaction'', die unter Umständen durch eine Weiterreaktion entschärft werden kann. In solchen Fällen ist es nötig, das Verzweigungsverhältnis für verschiedene Konzentrationen zu bestimmen und einen Reaktionsmechanismus anzufitten. Katalysator
Katalysator (von der Katalyse –  mit lateinischer Endung) bezeichnet in der Chemie einen Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Senkung der Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Er beschleunigt die Hin- und Rückreaktion gleichermaßen und ändert somit die Kinetik chemischer Reaktionen, nicht deren Thermodynamik.
Ein Katalysator nimmt an einer chemischen Reaktion unter Bildung einer intermediären Stufe mit den Reaktanten teil, aus der der Katalysator nach Entstehung des Produkts unverändert freigesetzt wird. Ein Katalysator kann diesen so genannten Katalysezyklus viele Male durchlaufen.
Je nachdem, in welchen Phasen Katalysator und Reaktanten vorliegen, spricht man von homogenen oder heterogenen Katalysatoren. Biochemische Prozesse werden durch Enzyme katalysiert.
Isotopeneffekt

== Kinetischer Isotopeneffekt ==
Isotopeneffekte sind generell sehr klein, da die verschiedenen Isotope eines Elements sehr ähnliche Massen haben. Die markante Ausnahme tritt beim leichtesten Element Wasserstoff auf: Da ein Deuterium doppelt so schwer ist wie ein Protium, haben chemische Bindungen mit Deuteronen eine erheblich tiefer liegende Nullpunktsschwingungsenergie, sie verhalten sich also quasi ''klassischer''. Damit einher geht eine deutlich erhöhte Aktivierungsenergie für Reaktionen, die diese Bindung brechen, mit der Folge, dass solche Reaktionen bei gleicher Temperatur deutlich langsamer verlaufen als bei Bindungen mit H-Atomen: Eine C—H-Bindung bricht bei Raumtemperatur rund siebenmal schneller als eine C—D-Bindung.
Deswegen zeigen viele Naturstoffe je nach ihrer Syntheseroute in der Natur eine charakteristische Isotopenverteilung von Deuterium, die mithilfe der NMR-Spektroskopie einfach nachgewiesen werden kann. Beispielsweise kann an dem Isotopenverhältnis von D zu H im Ethanol nachgewiesen werden, ob der Wein aus Traubenzucker, mithin aus Weintrauben vergoren wurde oder das Ethanol aus unerlaubt zugesetzter Saccharose, also Rübenzucker stammt. Viele begehrte Naturstoffe könnten heute relativ günstig künstlich hergestellt werden. Die naturidentische Isotopenverteilung nachzustellen wäre allerdings chemisch sehr anspruchsvoll und damit teurer als das Naturprodukt.
Auch bei der Untersuchung von chemischen Reaktionsmechanismen findet der kinetische Isotopeneffekt Anwendung. Dazu wird ein Wasserstoffatom, dessen Bindung während der Reaktion gebrochen wird (primärer Isotopeneffekt), oder ein benachbartes (sekundärer Isotopeneffekt), durch Deuterium ersetzt. Aus der durch NMR-Spektroskopie leicht feststellbaren Verteilung der Isotope im Reaktionsprodukt und eventuell auch aus Änderungen der Reaktionsgeschwindigkeit können dann Rückschlüsse auf den Reaktionsmechanismus gezogen werden. Radical_Clock
:Cyclisierungen von Alkylradikalen sind geeignete Reaktionen
Die  ist eine Methode der chemischen Reaktionskinetik zur indirekten Messung von Geschwindigkeitskonstanten von Reaktionen eines  Radikals. Um diese Methode anwenden zu können, muss dem Radikal ein unimolekularer Reaktionsweg offenstehen, für den die Geschwindigkeitskonstante gut bekannt ist. Dies ist bei Alkylradikalen oft der Fall. Bei dieser sogenannten  handelt es sich oft um eine Ringschluss-, Ringöffnungs- oder eine Umlagerungsreaktion oder um Elektronentransfer. Bei der Anwendung der Methode steht diese Reaktion in Konkurrenz zu der (meist) bimolekularen Reaktion, an deren Geschwindigkeitskonstante man interessiert ist. Das Verzweigungsverhältnis zwischen beiden Reaktionen wird dann durch Analyse der Reaktionsprodukte bestimmt. Es hängt ab von der (geeignet zu wählenden) Konzentration des Reaktionspartners.
Der Vorteil der Methode ist die relative Einfachheit der Produktanalytik, z. B. Gas- oder Flüssigkeitschromatographie oder NMR-Spektroskopie, sodass bei Verfügbarkeit einer ''Clock Reaction'' oft mehrere bimolekulare Reaktionen an diese angeschlossen werden.
Eine mögliche Komplikation ist die Reversibilität der ''Clock Reaction'', die unter Umständen durch eine Weiterreaktion entschärft werden kann. In solchen Fällen ist es nötig, das Verzweigungsverhältnis für verschiedene Konzentrationen zu bestimmen und einen Reaktionsmechanismus anzufitten. Katalysator
Katalysator (von der Katalyse –  mit lateinischer Endung) bezeichnet in der Chemie einen Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Senkung der Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Er beschleunigt die Hin- und Rückreaktion gleichermaßen und ändert somit die Kinetik chemischer Reaktionen, nicht deren Thermodynamik.
Ein Katalysator nimmt an einer chemischen Reaktion unter Bildung einer intermediären Stufe mit den Reaktanten teil, aus der der Katalysator nach Entstehung des Produkts unverändert freigesetzt wird. Ein Katalysator kann diesen so genannten Katalysezyklus viele Male durchlaufen.
Je nachdem, in welchen Phasen Katalysator und Reaktanten vorliegen, spricht man von homogenen oder heterogenen Katalysatoren. Biochemische Prozesse werden durch Enzyme katalysiert.