中国科学院李源 信用:Pixabay/CC0公共域 特定位置同位素分析(PSIA)是一种测量分子中特定位置同位素组成的技术
它可以提供关于分子形成机制的有价值的信息
丁烷(C4H10)是一种典型的碳氢化合物，在地球深部条件下具有生物或非生物来源
它有两种结构异构体:正丁烷(正丁烷)和异丁烷(异丁烷)
C4H10的分子内同位素组成有望成为一种新的温度计和示踪剂
由教授领导的国际研究小组
中国科学院地球化学研究所的刘芸利用谐波近似和玻恩-奥本海默近似以外的修正进行了量子化学建模，以获得平衡状态下丁烷异构体的分子内和分子间碳和氢同位素分馏因子
研究人员还计算了不同温度下正丁烷与异丁烷的丰度比
他们发现，以前使用“截止”处理的同位素分馏计算不适合研究丁烷异构体内部和之间的同位素效应
同时，他们的结果表明，对于碳或氢同位素取代，异丁烷的平衡位置特定同位素分馏因子几乎是正丁烷的两倍，这可以作为识别烷烃异构化相关过程的指标
“我们的计算表明，理论上平衡状态下异丁烷的丰度应该比正丁烷的丰度大得多
然而，这一计算结果与自然环境中的观察结果形成对比，表明丁烷异构体的比例可能受前体碳氢化合物和形成机制的控制
IGCAS的刘琦
例如，这一比例可能来自干酪根，并在形成过程中被动力学过程改变，然后丁烷的裂解过程也可能影响甲烷、乙烷和丙烷中的同位素分布
" 它们的计算结果可以进一步用于校准实验测量、建立新的地热计和识别动力学同位素效应
研究人员展望了分子内同位素平衡作为地热计以及碳氢化合物的微生物氧化和非生物来源的示踪剂的潜在应用
这项研究发表在12月16日的《化学地质学》上
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