Was ist Aktivierungsenergie?

Alle Materie besteht aus Molekülen. Viele Moleküle können fast auf unbestimmte Zeit friedlich koexistieren. Einige Moleküle führen jedoch zu einer Reaktion, wenn sie mit bestimmten Molekülen in Kontakt kommen. Damit diese Reaktion auftritt, müssen die Moleküle extrem eng und in einer bestimmten Ausrichtung zusammengebracht werden. Aktivierungsenergie ist auch an vielen Reaktionen beteiligt, da in der Regel Reaktionen auch das Brechen bereits bestehender Bindungen beinhalten. Die Menge an Aktivierungsenergie, die zum Starten einer Reaktion erforderlich ist, wird häufig als Energiebarriere bezeichnet. Diese Energie wird selten durch die kollidierten Moleküle bereitgestellt, sodass andere Faktoren erforderlich sind, um die Moleküle zu helfen, die Energiebarriere zu klären und die chemische Reaktion zu erleichtern. Wärme, ein physikalischer Faktor und das Hinzufügen eines geeigneten Enzyms, ein chemischer Faktor, sind zwei Beispiele für Faktoren, die Mol aktivierenEcules. Genau das passiert mit einem Feuer. Holz kann jahrelang in einem Woodpile liegen, ohne spontan in Flammen zu platzen. Sobald es in Brand gesetzt und durch einen Funken aktiviert ist, verbraucht es sich buchstäblich als die Wärme, die freigesetzt wird, die Aktivierungsenergie, um den Rest des Holzes brennen zu halten. Das Erhitzen einer Mischung erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit.

Bei den meisten biologischen Reaktionen ist die Heizung unpraktisch, da die Körpertemperatur auf einen sehr geringen Bereich begrenzt ist. Wärme kann nur verwendet werden, um die Energiebarriere in sehr begrenztem Maße zu überwinden, bevor die Zellen beschädigt werden. Damit die Reaktionen für das Leben stattfinden können, müssen Zellen Enzyme verwenden, um die Aktivierungsenergie von Reaktionen selektiv zu senken.

Enzyme sind Proteinmoleküle, die alsBiologische Katalysatoren. Ein Katalysator ist ein Molekül, das eine chemische Reaktion beschleunigt, aber am Ende der Reaktion unverändert bleibt. Fast jede metabolische Reaktion, die innerhalb eines lebenden Organismus stattfindet, wird durch ein Enzym katalysiert. Enzyme haben präzise dreidimensionale Formen und besitzen ein aktives Zentrum, an dem sich ein Molekül an das Enzym befestigen kann. Die Form des aktiven Zentrums ermöglicht es bestimmten Molekülen, perfekt daran zu binden, so Reaktionen, die durch Enzyme katalysiert werden

beispielsweise während der Atmung reagieren Glukosemoleküle mit Sauerstoffmolekülen und werden zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut und Energie freigesetzt. Da Glukose und Sauerstoff nicht natürlich reaktiv sind, muss eine kleine Menge an Aktivierungsenergie hinzugefügt werden, um den Atemprozess zu starten. Wenn eines der Substratmoleküle t bindeto Das erforderliche Enzym wird die Form des Moleküls leicht verändert. Dies erleichtert es diesem Molekül wiederum, an andere Moleküle zu binden oder sich in das Produkt der Reaktion zu verwandeln. Daher hat das Enzym die Aktivierungsenergie der Reaktion verringert oder es leichter für die Reaktion erleichtert.

Wenn die Energiebarriere nicht vorhanden wäre, wäre die komplexen Hochenergiemoleküle, von denen das Leben abhängt, instabil und leichter leichter abgebaut. Die Aktivierungsenergiebarriere verhindert daher, dass die meisten Reaktionen stattfinden. Dies sorgt für eine stabile Umgebung für alle Lebewesen.