Τι είναι η ενέργεια ενεργοποίησης;

Όλη η ύλη αποτελείται από μόρια.Πολλά μόρια μπορούν να συνυπάρχουν ειρηνικά σχεδόν επ 'αόριστον.Ορισμένα μόρια, ωστόσο, προκαλούν κάποιο είδος αντίδρασης όταν έρχονται σε επαφή με ορισμένα μόρια.Για να συμβεί αυτή η αντίδραση, τα μόρια πρέπει να μεταφέρονται πολύ κοντά και σε έναν συγκεκριμένο προσανατολισμό.Η ενέργεια ενεργοποίησης εμπλέκεται επίσης σε πολλές αντιδράσεις, διότι συνήθως οι αντιδράσεις περιλαμβάνουν επίσης το σπάσιμο των προϋπάρχουσων δεσμών.να σπάσει.Η ποσότητα ενέργειας ενεργοποίησης που απαιτείται για την έναρξη μιας αντίδρασης ονομάζεται συχνά ενεργειακό φράγμα.Αυτή η ενέργεια σπάνια παρέχεται από τα μόρια που συγκρούονται, επομένως άλλοι παράγοντες είναι απαραίτητοι για να βοηθήσουν τα μόρια να καθαρίσουν το ενεργειακό φράγμα και να διευκολύνουν τη χημική αντίδραση.Η θερμότητα, ένας φυσικός παράγοντας και η προσθήκη ενός κατάλληλου ενζύμου, ενός χημικού παράγοντα, είναι δύο παραδείγματα παραγόντων που ενεργοποιούν μόρια. Μόλις ξεκινήσει μια χημική αντίδραση, συχνά απελευθερώνει αρκετή ενέργεια, συνήθως ως θερμότητα, για να ενεργοποιήσει την επόμενη αντίδραση καιΈτσι, σε αλυσιδωτή αντίδραση.Αυτό είναι ακριβώς αυτό που συμβαίνει με μια φωτιά.Το ξύλο μπορεί να βρεθεί σε ένα ξύλο για χρόνια χωρίς να ξεσπάσει αυθόρμητα φλόγες.Μόλις πυρποληθεί, ενεργοποιημένη από μια σπίθα, κυριολεκτικά καταναλώνεται καθώς η θερμότητα που απελευθερώνεται προμηθεύει την ενέργεια ενεργοποίησης για να κρατήσει το υπόλοιπο καύση ξύλου.Η θέρμανση ενός μείγματος θα αυξήσει τον ρυθμό της αντίδρασης. Για τις περισσότερες βιολογικές αντιδράσεις, η θέρμανση είναι ανέφικτη καθώς η θερμοκρασία του σώματος περιορίζεται σε πολύ μικρό εύρος.Η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο ως τρόπος να ξεπεραστεί ο ενεργειακός φραγμός σε πολύ περιορισμένο βαθμό πριν τα κύτταρα καταστραφούν.Για τις αντιδράσεις για τη ζωή, τα κύτταρα πρέπει να χρησιμοποιούν ένζυμα για να μειώσουν επιλεκτικά την ενέργεια ενεργοποίησης των αντιδράσεων. Τα ένζυμα είναι μόρια πρωτεΐνης που δρουν ως βιολογικοί καταλύτες.Ένας καταλύτης είναι ένα μόριο που επιταχύνει μια χημική αντίδραση, αλλά παραμένει αμετάβλητη στο τέλος της αντίδρασης.Σχεδόν κάθε μεταβολική αντίδραση που λαμβάνει χώρα μέσα σε έναν ζωντανό οργανισμό καταλύεται από ένα ένζυμο.Τα ένζυμα έχουν ακριβή τρισδιάστατα σχήματα και διαθέτουν μια ενεργή θέση, όπου ένα μόριο μπορεί να προσκολληθεί στο ένζυμο.Το σχήμα της ενεργού θέσης επιτρέπει σε ορισμένα μόρια να το δεσμεύουν τέλεια, έτσι ώστε κάθε τύπος ενζύμου να ενεργεί συνήθως σε ένα μόνο τύπο μορίου, που ονομάζεται μόριο υποστρώματος.Οι αντιδράσεις που καταλύονται από τα ένζυμα θα πραγματοποιηθούν γρήγορα σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες από ό, τι χωρίς αυτά.

Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της αναπνοής, τα μόρια γλυκόζης αντιδρούν με μόρια οξυγόνου και χωρίζονται για να σχηματίσουν διοξείδιο του άνθρακα και νερό και απελευθέρωση ενέργειας.Επειδή η γλυκόζη και το οξυγόνο δεν είναι φυσικά αντιδραστικές, πρέπει να προστεθεί μια μικρή ποσότητα ενέργειας ενεργοποίησης για να ξεκινήσει η διαδικασία αναπνοής.Όταν ένα από τα μόρια του υποστρώματος συνδέεται με το απαιτούμενο ένζυμο, το σχήμα του μορίου θα αλλάξει ελαφρώς.Αυτό με τη σειρά του διευκολύνει το μόριο να δεσμεύεται σε άλλα μόρια ή να αλλάξει στο προϊόν της αντίδρασης.Ως εκ τούτου, το ένζυμο έχει μειώσει την ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης ή διευκόλυνε την αντίδραση.

Εάν το εμπόδιο ενέργειας δεν υπήρχε, τα σύνθετα μόρια υψηλής ενέργειας στα οποία εξαρτάται η ζωή θα ήταν ασταθής και θα καταρρεύσει πολύ πιο εύκολα.Επομένως, το εμπόδιο ενεργειακής ενεργοποίησης εμποδίζει τη λήψη των περισσότερων αντιδράσεων.Αυτό εξασφαλίζει ένα σταθερό περιβάλλον για όλα τα ζωντανά πράγματα.