1. 동위 원소 치환 :
* 여기에는 원자를 동위 원소로 대체하는 것이 포함됩니다. 동위 원소는 수의 수가 같지만 다른 수의 중성자를 갖습니다. 예를 들어, 정상 수소 원자 (¹H)를 중수소 원자 (²H)로 대체합니다.
*이 기술은 다음을 포함하여 다양한 분야에서 사용됩니다.
* NMR 분광학 : 중수소는 분자에서 특정 기능 그룹을 식별하는 데 사용됩니다.
* 질량 분석법 : 동위 원소 표지는 특정 분자를 식별하고 정량화하는 데 도움이됩니다.
* 생물학적 연구 : 유기체의 대사 경로를 연구합니다.
2. 화학 대체 :
* 여기에는 분자의 원자를 유사한 화학적 특성을 갖는 다른 원자로 대체하는 것이 포함됩니다. 이것은 종종 다음과 같습니다.
* 분자의 특성을 수정하십시오 : 분자의 크기, 전하 또는 반응성을 변경함으로써.
* 반응 메커니즘을 연구하십시오. 반응 속도 또는 생성물 형성에 대한 치환의 효과를 관찰함으로써.
* 새로운 재료 설계 : 다른 원자를 원하는 특성과 통합시킴으로써.
3. 고체 대체 :
* 이것은 결정 격자에서 원자를 다른 원자와 교체하는 것을 말합니다. 이것은 결정 구조의 불순물 또는 결함으로 인해 자연적으로 발생하거나 의도적으로 유도 될 수 있습니다.
*이 기술은 다음에 사용됩니다.
* 도핑 반도체 : 반도체의 전도도를 변화시키기위한 불순물 도입.
* 합금 금속 : 다른 금속을 결합하여 강도 또는 부식 저항과 같은 원하는 특성을 달성합니다.
* 세라믹 합성 : 특정 원자를 도입하여 도자기의 특성을 제어합니다.
원자 치환에 대한 주요 고려 사항 :
* 크기 및 전기 음성 : 치환 원자는 분자 또는 결정 구조에 대한 파괴를 최소화하기 위해 원래 원자와 크기 및 전기 음성이 유사해야한다.
* 화학적 호환성 : 치환 원자는 분자 또는 결정의 기존 원자와 화학적으로 호환되어야한다.
* 특이성 : 치환은 분자 또는 결정의 특정 원자 또는 위치를 목표로해야한다.
요약하면, 원자 치환은 화학 및 재료 과학의 기본 개념으로 분자 및 재료의 특성을 수정하고 연구하는 데 사용되는 다양한 기술을 포함합니다. 그것은 하나의 원자를 다른 원자로 대체하여 종종 유사한 특성으로 화합물의 구조, 반응성 또는 기능을 변경하는 것을 포함합니다.
