พลังงานกระตุ้นคืออะไร?

สสารทั้งหมดประกอบด้วยโมเลกุลโมเลกุลจำนวนมากสามารถอยู่ร่วมกันได้อย่างสงบสุขเกือบจะไม่มีกำหนดอย่างไรก็ตามโมเลกุลบางอย่างทำให้เกิดปฏิกิริยาบางอย่างเมื่อพวกเขาสัมผัสกับโมเลกุลบางอย่างสำหรับปฏิกิริยานี้ที่จะเกิดขึ้นโมเลกุลจะต้องนำมาใกล้กันมากและในการวางแนวเฉพาะพลังงานการเปิดใช้งานยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหลายอย่างเพราะโดยทั่วไปปฏิกิริยายังเกี่ยวข้องกับการทำลายพันธะที่มีอยู่ก่อน

พลังงานจำนวนมากมักจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแข็งแรงของพันธะที่ต้องการจะแตกปริมาณพลังงานกระตุ้นที่จำเป็นในการเริ่มปฏิกิริยามักเรียกว่าสิ่งกีดขวางพลังงานพลังงานนี้ไม่ค่อยได้รับจากโมเลกุลที่ชนกันดังนั้นปัจจัยอื่น ๆ จึงจำเป็นต้องช่วยให้โมเลกุลล้างสิ่งกีดขวางพลังงานและช่วยให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีความร้อนปัจจัยทางกายภาพและการเพิ่มเอนไซม์ที่เหมาะสมปัจจัยทางเคมีเป็นสองตัวอย่างของปัจจัยที่เปิดใช้งานโมเลกุล

เมื่อปฏิกิริยาทางเคมีเริ่มต้นขึ้นมันมักจะปล่อยพลังงานเพียงพอโดยปกติจะเป็นความร้อนเพื่อเปิดใช้งานปฏิกิริยาต่อไปและในปฏิกิริยาลูกโซ่นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับไฟไม้สามารถนอนอยู่ในไม้เป็นเวลาหลายปีโดยไม่ต้องระเบิดเป็นเปลวไฟตามธรรมชาติเมื่อจุดไฟไหม้แล้วเปิดใช้งานโดยประกายไฟมันจะกินตัวเองอย่างแท้จริงเมื่อความร้อนที่ปล่อยออกมาให้พลังงานกระตุ้นเพื่อให้ส่วนที่เหลือของการเผาไหม้ไม้การให้ความร้อนส่วนผสมจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา

สำหรับปฏิกิริยาทางชีวภาพส่วนใหญ่การให้ความร้อนไม่สามารถทำได้เนื่องจากอุณหภูมิของร่างกาย จำกัด อยู่ในช่วงที่เล็กมากความร้อนสามารถใช้เป็นวิธีที่จะเอาชนะอุปสรรคพลังงานในระดับที่ จำกัด ก่อนที่เซลล์จะเสียหายสำหรับปฏิกิริยาของชีวิตที่จะเกิดขึ้นเซลล์จะต้องใช้เอนไซม์เพื่อคัดเลือกพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา

เอนไซม์เป็นโมเลกุลโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นโมเลกุลที่เร่งปฏิกิริยาทางเคมี แต่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในตอนท้ายของปฏิกิริยาเกือบทุกปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมที่เกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิตนั้นถูกกระตุ้นโดยเอนไซม์เอนไซม์มีรูปร่างสามมิติที่แม่นยำและมีไซต์ที่ใช้งานอยู่ซึ่งเป็นที่ที่โมเลกุลสามารถแนบตัวเองกับเอนไซม์รูปร่างของไซต์ที่ใช้งานช่วยให้โมเลกุลบางอย่างเชื่อมโยงกับมันอย่างสมบูรณ์ดังนั้นเอนไซม์แต่ละประเภทมักจะทำหน้าที่ในโมเลกุลชนิดเดียวที่เรียกว่าโมเลกุลของสารตั้งต้นปฏิกิริยาที่ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่ไม่มีพวกเขา

ตัวอย่างเช่นในระหว่างการหายใจโมเลกุลกลูโคสทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของออกซิเจนและถูกทำลายลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและพลังงานปล่อยเนื่องจากกลูโคสและออกซิเจนไม่ได้มีปฏิกิริยาตามธรรมชาติจึงต้องเพิ่มพลังงานกระตุ้นจำนวนเล็กน้อยเพื่อเริ่มกระบวนการหายใจเมื่อหนึ่งในโมเลกุลของสารตั้งต้นผูกกับเอนไซม์ที่ต้องการรูปร่างของโมเลกุลจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยสิ่งนี้จะทำให้โมเลกุลนั้นง่ายขึ้นที่จะผูกกับโมเลกุลอื่น ๆ หรือเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาดังนั้นเอนไซม์ได้ลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาหรือทำให้การเกิดปฏิกิริยาเกิดขึ้นง่ายขึ้น

หากไม่มีสิ่งกีดขวางพลังงานโมเลกุลพลังงานสูงที่ซับซ้อนซึ่งชีวิตขึ้นอยู่กับความไม่แน่นอนและสลายตัวได้ง่ายขึ้นอุปสรรคพลังงานการเปิดใช้งานจึงป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาส่วนใหญ่เกิดขึ้นสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสภาพแวดล้อมที่มั่นคงสำหรับทุกสิ่งมีชีวิต