Энергетический баланс при образовании молекулы

Таким образом, энергетический баланс анаэробного гликолиза составляет на одну молекулу окисленной глюкозы две молекулы АТФ, а гликогенолиза — три молекулы АТФ, образовавщихся в реакциях субстратного фосфорилирования [реакции (7) и (10)]. Известно, что концевая макроэргическая связь АТФ способна аккумулировать примерно 31,0 кДж/моль свободной энергии. Учитывая, что образуется две молекулы АТФ (62,0 кДж/моль), энергетическая эффективность анаэробного гликолиза составляет примерно 32%. Поскольку при гликогенолизе на образование глюкозо-6-фосфата АТФ не затрачивается, образуется не две, а три молекулы АТФ в расчете на одну молекулу окисленной глюкозы. [c.250]

Считая, что возникновение компенсационного эффекта в воде объясняется физико-химическими свойствами водородных связей. Можно утверждать, что значения энтальпии взаимодействия, в основном, будут определяться энергетическим балансом связей, образованных участниками реакции до и после взаимодействия, причем приоритетное место среди них занимают Н-связи. Это предположение подтверждается тем фактом, что Н-связи рецептора и субстрата уже сформированы молекулами воды еще до начала реакции. С другой стороны, процесс реорганизации молекул воды, который вносит основной вклад в изменение значений энтропии комплексообразования, является перераспределением Н-связей. Таким образом, считая, что значения и контролируются переустройством водородных связей, которое происходит в процессе взаимодействия "хозяин-гость", изменения обоих термодинамических параметров соотносятся между собой в соответствии с одинаковыми термодинамическими правилами. Другими словами, любое уплотнение межмолекулярных связей (энтальпийный фактор) компенсируется потерей степеней свободы (энтропийный фактор). [c.249]

Из обширного экспериментального и теоретического материала известно, что взаимодействия атомов и молекул не исчерпываются возникновением новых и разрывом существующих химических связей. Помимо этих сильных взаимодействий, в результате которых мы наблюдаем более или менее значительную перестройку исходных систем, существуют взаимодействия, при которых индивидуальность взаимодействующих систем в некоторой степени сохраняется. Такие взаимодействия классифицируют как слабые. Это означает, в частности, что энергетический баланс для них по величине на один-два порядка меньше энергетического баланса при сильных взаимодействиях. Целесообразность разделения межмолекулярных взаимодействий на сильные и слабые, а слабых — на электростатические, индукционные, дисперсионные и специфические не вызывает сомнений, но это разделение приводит и к некоторым затруднениям. Дело в том, что природа всех этих взаимодействий одинакова, и существует непрерывный переход между ними. Образование мостиковых связей — частный пример перехода от слабых к сильным взаимодействиям. [c.36]

Наконец, в эксплуатационных условиях под действием локальных высоких напряженностей поля в масле возникают частичные разряды (ЧР). Последние сообщают свою энергию жидкости в момент образования канала разряда. Рассмотрение энергетического баланса в канале ЧР [5.12] показывает, что на разрушение связей молекул жидкости тратится небольшая часть общей энергии ЧР. В таких условиях происходит образование различных газов [5.13]. Сопоставление этих результатов с нашими данными по составу газа, образующегося при воздействии на масло ионизированной среды, а также излучений высоких энергий [5.14], указывает на подобие механизмов процессов ионизационного и радиационного разложений. (Проникающее излучение отличается более высоким энергетическим уровнем по сравнению с воздействием электрического поля.) Основными в том и другом случаях являются реакции, связанные с образованием водорода при разрыве С—Н-связей. Характерно, что в обоих случаях скорости газовыделения из углеводородов и их смесей подчиняются одним и тем же кинетическим зависимостям, а конечные изменения жидкостей характеризуются одними и теми же тенденциями. Однако энергия активации для радио-литических реакций в несколько раз меньше, чем энергия активации для сходных реакций в электрическом поле. [c.122]

Оценка устойчивости молекулы сводится к определению энергетического баланса всех связывающих и разрыхляющих электронов. Ориентировочно можно считать, что один разрыхляющий электрон сводит на нет действие одного связывающего электрона. Можно условно считать, что образованию одинарной связи соответствует наличие в молекуле двух связывающих электронов, действие которых не уничтожено наличием разрыхляющих электронов. [c.103]

У других гетероферментативных молочнокислых бактерий больший удельный вес занимают процессы, ведущие к накоплению уксусной кислоты. Образование уксусной кислоты из ацетилфосфата сопряжено с синтезом АТФ. Если брожение идет с образованием этанола, то выход энергии равен 1 молекуле АТФ на молекулу сброженной глюкозы если образуется уксусная кислота, то общий энергетический баланс процесса составляет 2 молекулы АТФ на молекулу глюкозы, т.е. такой же, как при гликолизе. [c.253]

Уравнение Кельвина рассматривает энергетический баланс конденсирующейся капли. По мере образования капли (или зародыша) ее свободная поверхностная энергия изменяется от О до . Если свободная энергия одной молекулы равна и в паровой фазе и в жидкой фазе, а общее число молекул, находящихся в [c.825]

Необходимо отметить, что изменение энтропии при химических реакциях образования соединений не всегда совпадает с табличными данными стандартных величин, так как в первом случае в энергетический баланс включается еще и энергия химических связей в молекулах реагирующих веществ. [c.173]

В качестве примера берем фторид лития, построенный из ионов Ь 1+ и р-. Для того чтобы разобрать этот случай образования химического соединения, коренным образом отличающийся от таких явлений, как образование молекул Н2 или Н2О из атомов, остановимся сперва на условиях возникновения указанных ионов. Составим энергетический баланс ло стадиям [c.28]

Наибольший интерес представляет нижнее возбужденное состояние мономера. Возможно, первым таким состоянием является триплетное, а следующим — синглетное. Необходимо выяснить роль этих экситонных состояний в такого рода процессах. Прежде всего неясен вопрос, какое возбужденное состояние необходимо для взрывной полимеризации На основании опытов по облучению быстрыми электронами на этот вопрос ответить нельзя, так как можно рассчитать, что под действием быстрых электронов среди всех образовавшихся возбужденных молекул около 30% составляют молекулы в триплетном возбужденном состоянии, остальные — в синглет-ном. Предположим, что для процесса полимеризации необходимо триплетное возбужденное состояние. С точки зрения энергетического баланса такое состояние представляет большой интерес, потому что его энергия меньше. При разрыве я-связи и образовании ст-связи в каком-то едином процессе как раз выделится энергия 1 эв. Если бы эта энергия оказалась достаточной для возбуждения триплетного состояния, то в этом месте образовался бы триплетный экситон, который в другом месте может вызвать процесс полимеризации. Однако, по-видимому, энергии 1 эв недостаточно для возбуждения триплетного состояния. Если такой процесс и идет, то экситон мономера в нем не участвует и энергия должна превращаться в теплоту. Можно придумать другой процесс, который значительно менее вероятен. Если бы образовалось сразу две о-связи, то вероятность такого коллективного процесса была бы значительно меньше, так как он бы шел через промежуточные виртуальные состояния. [c.289]

Указанные представления положены в основу метода молекулярных орбиталей в варианте ЛКАО. В этом методе к системе атомных ядер, закрепленных в своих равновесных положениях, по одному прибавляются электроны, которые располагаются на молекулярных орбиталях. Взаимодействием электронов друг с другом при этом пренебрегают. Переход электрона с атомной орбитали на молекулярную связывающую орбиталь сопровождается уменьшением его энергии — такая орбиталь стабилизирует систему. Наоборот, разрыхляющей орбитали соответствует более высокая энергия — электрону выгоднее находиться в атоме, чем в молекуле. Вопрос об устойчивости молекулы сводится к энергетическому балансу всех связывающих и разрыхляющих электронов. Грубо ориентировочно можно считать, что один разрыхляющий электрон сводит на нет действие одного связывающего электрона. Если проводить аналогию с методом валентных связей, то можно условно считать, что образованию одинарной связи соответствует наличие в молекуле двух связывающих электронов, действие которых не уничтожено наличием разрыхляющих электронов. [c.196]

Принцип энергетического соответствия сводится в конечном счете к учету энергетического баланса реакции иными словами, он складывается из суммы энергий разрывающихся и образующихся связей и суммы энергий химических связей всех атомов, входящих в мультиплет, с атомами катализатора. С качественной стороны достаточно ясно, что если бы вначале происходил полный разрыв всех старых связей, а затем образование новых, это потребовало бы большой затраты энергии, равной но крайней мере сумме энергий разрываемых связей. Катализатор снижает эти первоначальные затраты путем образования промежуточных связей с атомами реагирующих молекул. Конечно, эти связи не должны быть слишком прочными, иначе все закончится образованием поверхностных химических соединений. [c.46]

Тепловой эффект реакции зависит от затрат энергии на разрыв связей в молекулах реагентов и от энергии, выделяющейся при образовании связей в молекулах продуктов. При постоянном давлении и температуре энергетический баланс проводят по изменениям энтальпии (АЯ). [c.209]

Рис. 19.1. Схема полного окисления глюкозы до шести молекул СО2 и энергетическая эффективность этого процесса (баланс АТФ) пути образования АТФ СФ — субстратное фосфорилирование ОФ — окислительное фосфорилирование

В формуле Уб становится заметной реакционная способность двойной связи в положении 9,10. Эта двойная связь и в действительности обладает реакционной способностью, близкой к олефиновой, и присоединяет бром с образованием относительно стабильного дибромида VI. Однако все же ароматический общий баланс энергии в фенантрене предпочтительнее, чем в антрацене, так как образование второго секстета в фенантрене перекрывает потерю энергии за счет энергетически менее выгодной связи в положении 9,10. В итоге можно заключить, что секстетные структуры не только характери-зз ют стабильность всей молекулы в целом, но также указывают на реакционноспособные положения в основном состоянии. [c.50]

Полукоординационная связь должна быть слабее ковалентной связи, но прочнее обычной координационной связи, так как энергетические потери, обусловленные величиной потенциала ионизации молекулы донора и играющие важнейшую роль в общем энергетическом балансе образования координационной связи [219] в данном случае приходятся не на одну, а на две связи. [c.87]

ГО ЧТО минимум функции г(з2 между ядрами становится менее резким, она понижается. Из равновесных значений Е, К и Г, соответствующих вириальному состоянию , Е имеет более низкое значение вследствие сжатия всей молекулы (с более значительным понижением V по сравнению с увеличением Т). Такое сжатие электронного облака согласуется с теорией, если уточнить расчет, сделанный в разд. 6.2.1 на основе вариационного исчисления путем введения второго вариационного параметра (наряду с линейной комбинацией коэффициентов с). Таким параметром служит коэффициент в показателе степени экспоненциальной волновой функции исходных атомов. Минимум энергии наблюдается при значении параметра, соответствующем сокращению электронного облака. Итак, природу химической связи можно представить себе следующим образом пр перекрывании исходных электронных оболочек атомов возникает выгодный в энергетическом отношении эффект интерференции , сущность которого может быть раскрыта тольксу методами квантовой механики. Такая интерференция вызывает увеличение заряда в пространстве между ядрами за счет заряда, находившегося вблизи них. Таким образом, провал плотности заряда между ядрами выравнивается , что приводит к сильному понижению кинетической энергии (при небольшом увеличении потенциальной). Это вполне соответствует балансу энергии, но противоречит вириальной теореме. Последняя удовлетворяется за счет того, что при образовании молекулы идет и другой энергетически выгодный процесс — сжатие электронного облака всей молекулы. Оба процесса протекают таким образом, что вириальная теорема выполняется устойчивое состояние молекулы достигается на более низком уровне энергии. [c.81]

Одновременно с растворением ПАВ происходит объединение углеводородных частей молекулы ПАВ в водной среде — так называемое гидрофобное взаимодействие. Причиной гидрофобного взаимодействия является ослабление структуры воды при переходе углеводородных цепочек из водных растворов ПАВ в ядро мицеллы, где между ними возникают ван-дер-ваальсовы связи. Разрушение структуры воды, а также увеличение конформационной энтропии углеводородных цепочек в ядре мицеллы по сравнению с их энтропией в водной фазе приводят к повышению энтропии системы. В работах Немети и Шерага, а также в исследованиях П. А. Ребиндера и 3. Н. Маркиной показано, что процесс образования мицелл является типичным случаем гидрофобного взаимодействия. Это означает, что в энергетическом балансе мицеллообразования появляется новая со-- ставляющая — увеличение энтропии системы, что и определяет во многих случаях энтропийный характер мицеллообразования. Конечно, не следует забывать, что при образовании миЦелл идет и противоположный процесс — падение энтро- пии. В результате в качестве компромисса возникают малые мицеллы, так как при образовании крупных мипелл происходила бы значительная убыль энтропии. [c.406]

Отсюда следует также и энергетический баланс цикла. Энергетические потребности цикла представляются весьма скромными это детерминация положения аминокислотного остатка в полипептидной цепи, AG°%+ 10 кДж/моль (2,5 ккал/моль) и образование пептидной связи, AG° + 2 кДж/моль (+0,5 ккал/моль). Ясно, что эти энергетические потребности всего цикла с избытком покрываются той свободной энергией, которая освобождается при деацилировании аминоацил-тРНК, Д G° -30 кДж/моль (-7 ккал/моль). Тем не менее, сопряженно с циклом происходит гидролиз двух молекул ГТФ (см. рис. 80), дающий освобождение еще дополнительного большого количества свободной энергии, АСР -60 кДж/моль (-15 ккал/моль). Таким образом, элонгация выглядит процессом расточительным, мало экономичным, с низким коэффициентом полезного действия. Преобладающая часть свободной энергии, освобождаемой в ходе цикла, диссипирует в теплоту. [c.209]

Большинство элементов (почти 90%) при обычных температурах твердые это справедливо также и для большинства неорганических соединений. Известно, правда, что значительная часть важных реагентов — это жидкости, газы или растворы, но в целом они составляют малую долю неорганических соединений. Кроме того, хотя обычно химические реакции протекают в растворе или в газообразном состоянии, в большинстве случаев либо исходные реагирующие вещества, либо продукты, либо и те и другие являются твердыми телами. Химические реакции охватывают широкий круг взаимодействий от реакций между изолированными атомами или отдельными группами атомов (молекулами или комплексными ионами) и реакций, в которых твердое тело разрушается или возникает, до таких процессов, как коррозия металлов, когда твердый продукт образуется прямо на поверхности твердого реагента. Во всех случаях, когда кристаллическое вещество образуется или разрушается, энергетический баланс реакции включает энергию решетки кристалла. Обычный цикл Борна — Габера для реакции между твердым натрием и газообразным хлором с образованием твердого Na l дает простой пример взаимосвязи между теплотой диссоциации, энергией ионизации и сродством к электрону, энергией решетки и теплотой реакции. [c.12]

Квантовомеханические расчеты, проведенные в рамках метода, ограниченного конфигурационным взанмодснствием применительно к л-электронам, были использованы для изучения трансаннулярного взаимодействия между ароматическими кольцами в некоторых циклофанах, а таюкс триптице-не и других системах. Было найдено, что однократно возбужденные состояния двух подсистем, отвечающие переносу электрона от одной из них к другой (образование КПЗ в возбужденном состоянии), играют важную роль в энергетическом балансе молекулы [29]. Эти результаты получили экспериментальное качественное подтверждение. [c.25]

Благодаря энергии сцепления ассоциаты могут мигрировать как отдельные частицы. В этом процессе междоузельные молекулы воды могут выступать в роли замещаюш,их другие молекулы, которые могут затем попасть в междоузлия. Описанные выше ассоциаты совмещают свойства единичных дефектов, из которых они построены. Так, они способны переносить кислород и водород и обусловливать переориентацию молекул воды. Поэтому они оказываются такими дефектами, которые могут быть использованы для объяснения наблюдаемой связи между диффузией и релаксацией. Однако на этот счет существуют некоторые возражения. Как мы видели, Грэнихер [59] предполагал, что изменение энтальпии образования междоузельных молекул воды равно 0,7 эв. Полученная энергия оказалась больше той, которая необходима для разрыва двух водородных связей (0,5 эв). Разница в этих величинах объясняется главным образом силами отталкивания или, другими словами, пространственными затруднениями. Как видно из рис. XVIII. 13, водородные связи междоузельных молекул НгО с О- или Ь-дефектами будут значительно напряжены, поскольку угол между ними несколько меньше половины тетраэдрического угла. В связи с этим энергетический баланс должен быть гораздо менее благоприятным, чем [c.545]

Ион растворенного вещества окружен сольватной оболочкой, состоящей из ориентированных дипольных молекул, прочно связанных с ионом. К этой оболочке примыкают другие молекулы растворителя, менее ирочно связанные с ионом Сильно сольватированные ионы образуют крупные сольватные комплексы, состоящие из многих слоев молекул растворителя. Поведение молекул растворителя в сольватном комплексе зависит от их расстояния от иона растворенного вещества. Молекулы, расположенные ближе всех к иону, участвуют в тепловом движении вместе с ионом Чем дальше расположена молекула растворителя от иона, тем сильнее проявляется тенденция к независимому движению. В процессе гидратации выделяется тепло, количество которою увеличивается с увеличением валентности иона, а для одновалентных катионов — с уменьшением их радиуса [175]. Оценка теплоты гидратации показывает, что эта теплота играет большую роль в общем энергети-)еском балансе растворения. Для рассмотрения энергетических соотношений процесса растворения представим его состоящим из двух стадий i) стадии испарения кристалла с образованием газообразных ионов и 2) стадии перехода этих ионов в раствор (гидратации). Тогда сможем построить замкнутый термодинамический цикл.- [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология