380 
‚ 
Глава 15
пов различна изеза различия слособов колебания молеку л. В СО „например,
связь @С —0 слабее, чем связь С —0 (*С является обычным изотопом
углерода; 3С — стабильный изотоп, один атом которого приходится в сред-
нем на 90 атомов 12 С). В химической реакции, в ходе которой разрывается
связь С —0 (например, в процессе фотосинтеза), энергия активации (гл. 6)
всей реакции определяется главным образом энергией, неооходимой для раз-
рыва связи С —О.Следовательно, энергия активации реакции ниже для св#;
зей @ С -О, чем для связей 13 С -О. Скорость реакиии связана с энергией ак-
тивации уравнением Аррениуса (уравнение (6.3)):
).
энергия активации
КТ
скорость = А ‹ хр ( —
Таким образом, молекулы со связями *°С _( будут реагировать быстрее,
чем со связями С —О. Органические вещества, производимые в процессе
фотосинтеза, будут обогащены 12С (т.е. будут изотопически легче) по сравне»
нию © их источником СО, 
. Например, в океанах растворенные формы СО, име-
ют &53С = О°%со, тогда как 
морское органическое вещество (главным обра=
Зом фитопланктон) характеризуется величиной 5 8С около — 20 °.. Кинети-
ческий изотопный эффект наиболее важен в реакциях, включающих изотопное
фФракционирование углерода и серы, химия которых при низких температурах
определяется биологическими процессами. Направление эффекта всегда тако-
во, что приводит к обогащению легкими изотопами продуктов реакции, тогда
как величина эффекта может быть различной, В равновесвых процессах фрак-
ционирование изотопов между двумя соединениями при данной температуре
является постоянным, в неравновесных процессах степень фракционирования
может зависеть от скорости реакции, температуры и других факторов среды.
Физические процессы. Фракционирование изотопов может вызываться и
Физическими процессами. Наиболее важным из них в природных условиях
является фракционирование между жидкостью и паром при испарении и коне
денсации. Давление пара воды, содержащей легкие изотопы (1Н и 60 ), выше,
чем воды, содержащей более тяжелые изотопы — дейтерий (О) и 0. Когда
жидкая вода находится в состоянии равновесия со своим паром, последний
изотопически легче как в отношении 0 / Н, так и 180 
/ ', чем жидкость, и,
следовательно, пар в атмосфере изотопически легче, чем вода в океане.
Если испарение протекает быстро, фракционирование между жидкостьЮ и
паром выше, чем в равновесных условиях. Причиной кинетического эффекта
являются, вероятно, различные скорости диффузии легких и тяжелых изотопов
к поверхвости жидкости [ 751.
18 0/'б0 и О/ Н. Основными стабильными изотопами кислорода являются
%0 и 80, а водорода — ‘Н(протий)и *Н, называемый дейтерием и обычно