If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Aktivlanish energiyasi

Aktivlanish energiyasi, oʻtish holati va reaksiya tezligi.

Kirish

Tasavvur qiling: uyqudan uygʻondingiz. Bugun sizni ajoyib, juda qiziq rejalar kutyapti. Shunga qaramasdan, joyingizdan turishingiz uchun biroz qoʻshimcha kuch kerak. Sizda hech shunday boʻlganmi? Oʻrningizdan bir turib, uyquni ochvolsangiz boʻldi, kun boʻyi harakatda boʻla olasiz, lekin bu nuqtani yengib oʻtishgacha boʻlgan jarayon anchagina mushkul.
Kimyoviy reaksiyaning aktivlanish energiyasi uyqudan turishingiz uchun “turtki” boʻladigan vositaga oʻxshaydi. Hattoki energiya ajralib chiqadigan reaksiyalarda ham reaksiya boshlanishi uchun energiya ajralib chiqishidan oldin maʼlum miqdorda energiya zarur. Bu kiritilgan boshlangʻich energiya aktivlanish energiyasi deyiladi (ushbu kiritilgan energiya miqdori reaksiya jarayonida “qaytarib olinadi”) va start text, E, end text, start subscript, start text, A, end text, end subscript qisqartmasi orqali ifodalanadi.

Aktivlanish energiyasi

Nega manfiy qiymatli ∆G energiya ajralib chiquvchi reaksiya amalga oshishi uchun energiya kerak boʻladi? Buni tushunish uchun biz reaksiyaga kirishuvchi molekulalarda reaksiya vaqtida aynan qanday jarayon sodir boʻlishini bilishimiz zarur. Reaksiya sodir boʻlishi uchun reagentlardagi barcha yoki ayrim bogʻlar uzilishi kerak, shundagina mahsulotda yangi bogʻlar hosil boʻlishi mumkin. Kimyoviy bogʻlar uzila olishi uchun molekulalar oʻtish holati deb ataluvchi beqaror holatga oʻtishi kerak. Oʻtish holati aslida yuqori energiyali holat va molekula bu holatga yetib borishi uchun maʼlum bir miqdordagi energiya – aktivlanish energiyasi – qoʻshilishi talab qilinadi. Chunki oʻtish holati beqaror va reaksiyaga kirishuvchi moddalar bu holatda uzoq turmaydi hamda kimyoviy reaksiyaning keyingi bosqichiga tezgina oʻtib ketadi.
Umuman olganda, reaksiyaning oʻtish holati uchun zarur boʻlgan energiya miqdori reagentlar yoki mahsulotlar oʻzida toʻplagan energiyadan yuqori boʻladi, shuningdek, start text, E, end text, start subscript, start text, A, end text, end subscript reaksiyaning ekzergonik yoki endergonik boʻlishidan qatʼi nazar doimo musbat qiymatga ega boʻladi. Quyidagi diagrammada ekzergonik toʻgʻri reaksiyaning (reagentlar right arrow reaksiya mahsulotlari) aktivlanish energiyasi koʻrsatilgan. Agar reaksiya qarama-qarshi yoʻnalishda amalga oshsa (endergonik boʻlsa), oʻtish holati oʻzgarmaydi, lekin aktivlanish energiyasi nisbatan koʻproq kerak boʻladi. Chunki hosil boʻlgan mahsulotlardagi energiya reagentlarnikidan koʻra kamroq, shuning uchun oʻtish holati (“reaksiyaning choʻqqisi”)ga chiqish uchun koʻproq energiya zarur. (Qaytar reaksiyalarda aktivlanish energiyasi yoʻnalishi reaksiya mahsulotlaridan oʻtish holatigacha boʻlgan oraliqda choʻzilgan boʻladi.)
Ekzergonik (energiya ajralib chiqadigan) reaksiya koordinatalari diagrammasi. Reaksiya mahsulotlari reagentlarga qaraganda ancha past energiya darajasiga ega boʻlishiga qaramay (bu jarayonda reagentlar reaksiya mahsulotiga aylanayotganda erkin energiya ajralib chiqadi), reaksiyaning energetik yoʻlida hali ham “tepalik” mavjud boʻlib, oʻtish holati yuqori energiyasi hosil boʻlishi aks ettirilgan. Toʻgʻri reaksiya uchun aktivlanish energiyasi – bu reagentlar energiya darajasi oʻtish holati energiya darajasiga chiqishi uchun qoʻshilishi kerak boʻlgan erkin energiya miqdoridir.
Grafik material OpenStax CNX Biologyʼdan oʻzgartirib olindi.
Aktivlanish energiyasining manbai odatda issiqlikdir, reagent (reaksiyaga kirishuvchi modda) molekulalar issiqlik energiyasini oʻz atrofidagi muhitdan oladi. Bu issiqlik energiyasi reagent molekulalarning harakatini tezlashtiradi, ularning toʻqnashuv chastotasini va kuchini oshiradi, shuningdek, alohida molekulalardagi atomlar va bogʻlarni bir-biridan itaradi, bu esa bogʻlarning uzilishini yanada osonlashtiradi. Agar reagent molekula oʻtish holatiga yetib olishi uchun yetarlicha energiyani yutsa, u reaksiyaning qolgan qismiga oʻtib, davom etib keta oladi.

Aktivlanish energiyasi va reaksiya tezligi

Kimyoviy reaksiyaning aktivlanish energiyasi uning tezligi bilan chambarchas bogʻliq. Xususan, aktivlanish energiyasi qancha yuqori boʻlsa, kimyoviy reaksiya shuncha sekinroq amalga oshadi. Buning sababi, molekulalar aktivlanish energiyasi toʻsigʻining yuqori qismiga yetib borganlaridan keyingina reaksiyani yakunlay olishadi. Toʻsiq qanchalik baland boʻlsa, shu toʻsiqni yengib oʻta oluvchi energiyaga ega boʻlgan molekulalar shunchalik kam boʻladi.
Koʻp reaksiyalar shunchalik yuqori aktivlanish energiyasiga egaki, energiya kiritilmasa, ular umuman amalga oshmaydi. Masalan, yonilgʻilardan biri boʻlgan propanning yonishi energiya chiqaradi, ammo xona haroratida reaksiya tezligi nolga teng. (Ochigʻini aytganda, bu yaxshi holat, propan kanistrlari turgan joyida oʻz-oʻzidan yonib ketsa, juda ham yomon boʻlgan boʻlardi, albatta.) Uchqun ayrim molekulalarni aktivlanish energiyasi toʻsigʻidan oʻtishi uchun energiya bilan taʼminlaydi va shu bilan ushbu molekulalar maʼlum miqdorda energiya ajratib, reaksiyani yakunlaydi. Bu energiya boshqa yonilgʻi molekulalariga energiya toʻsigʻini yengib oʻtishga yordam beradi va bu zanjir reaksiyasiga olib keladi.
Hujayrada sodir boʻladigan koʻplab kimyoviy jarayonlar uglevodorod (yuqoridagi yonishi koʻrsatilgan propan ham uglevodoroddir) yonishiga oʻxshaydi: reaksiya amalga oshishi uchun aktivlanish energiyasi havo haroratida juda yuqori boʻladi. Avvaliga bu muammo kabi koʻrinadi; axir siz hujayraga hech qanday ziyon yetkazmasdan uchqun kirgiza olmaysiz-ku. Xayriyatki, reaksiyaning aktivlanish energiyasini pasaytirish va shu bilan reaksiya tezligini oshirish mumkin. Aktivlanish energiyasini kamaytirish orqali reaksiyani tezlashtirish jarayoni kataliz deb nomlanadi va aktivlanish energiyasini pasaytirish uchun qoʻshilgan modda katalizator deb ataladi. Biologik katalizatorlar fermentlar deb nomlanadi va biz ularni keyingi boʻlimda batafsil koʻrib chiqamiz.