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7.7: 活化能
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7.7: 活化能

活化能是化学反应进行所必需的最低能量。活化能越高,反应速率越慢。然而,在反应中增加热量会增加反应速度,因为它会使分子运动得更快,增加分子碰撞的可能性。键的碰撞和断裂代表了反应的上升期,并产生过渡态。过渡态是反应物的不稳定高能态。新的化学键和最终产物的形成,以及自由能的释放是反应的下坡阶段。催化剂通过降低活化能来提高反应速率。例如,在生物学中,代谢糖和脂肪的酶增加了糖和脂肪分解的速度,同时,防止自由能的过度生产,否则会使细胞中的蛋白质变性。

催化剂

催化剂是一种通过降低活化能来提高反应速率的物质,在这个过程中,催化剂会自我再生。催化剂为反应的发生提供了一种替代的途径或机制,并加速了正、反反应。在生物学中,酶是催化剂的例子,因为它们降低了细胞新陈代谢反应所需的活化能。

例如,人类将糖和脂肪代谢为能量。酶对于人类分解这些分子是至关重要的,因为如果仅使用热能,以热能形式释放的自由能将导致细胞中的蛋白质变性。此外,热能对所有反应都有非特异性催化作用。然而,酶只与特定的化学反应物结合,称为底物,并降低它们的活化能来催化选择性的细胞反应。


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