Образование соединений НО. Энергетические уровни молекулы

Не вызывает сомнений, что ферментативный катализ в принципе во многом подобен обычному, небиологическому катализу. В обоих случаях молекулы реагирующих веществ взаимодействуют с катализатором, образуя более реакционноспособные промежуточные соединения, которые после появления конечных продуктов реакции освобождают катализатор для последующих реакций. В результате образования комплекса фермент-субстрат энергетический уровень молекул субстрата значительно [c.8]

Движущей силой этой реакции является переход металлического натрия и молекул хлора на более низкий энергетический уровень вследствие образования ионной связи. Процесс образования хлорида натрия экзотермичен. Такая картина происхождения ионной связи оказалась более плодотворной, чем простая идея о стремлении атомов приобрести конфигурацию благородного газа. Ионное соединение не образуется, если его энергетический уровень выше, чем у исходных элементов. Такие элементы соединяются друг с другом с помощью ковалентных связей. [c.82]

Азотная, азотистая кислота и другие кислородные соединения азота. Азотная кислота и ее соли принадлежат к наиболее важным кислородным соединениям азота. Формально было принято считать, что азот в молекуле НЫОз проявляет высшую положительную валентность, равную пяти. Однако для осуществления состояния азота с пятью неспаренными электронами необходимо возбудить и распарить электроны с -орбитали второго энергетического уровня на третий уровень, что требует большой затраты энергии. Поскольку эта энергия не может быть компенсирована энергией образования химических связей с другими атомами, для атома азота энергетически боле , выгодны отдача (оттягивание) х-электрона со второго энергетического уровня к другому атому, например, атому кислорода, и образование ионного состояния азота М+ [c.212]

Таким образом, первая стадия вовлечения аминокислот в биосинтез белка состоит в преодолении энергетического барьера и синтеза за счет энергии АТФ, активированной по карбоксилу аминокислоты. Последняя становится более активной и реакционноспособной, переходит, как говорят, на более высокий энергетический уровень. Молекулы этого соединения содержат часть химической энергии, ранее запасенной в молекулах АТФ. Этой энергии достаточно на все последующие этапы, включая образование пептидной связи. Образование аденилатов аминокислот катализируется специфическими активирующими ферментами амнно-ацил-т-РНК-синтетазами. Установлено, что для каждой аминокислоты имеется свой активирующий фермент. Следовательно, в синтезе белковой молекулы участвуют одновременно 20 активирующих ферментов (синтетаз). Активирующий фермент обра- [c.278]

Теория поглощения света не будет здесь рассмотрена более подробно, так как ее можно трактовать только с помощью квантовой теории и волновой механики. Однако в качестве рабочей гипотезы и для понимания этого явления химиком-органиком можно с успехом использовать теорию мезомерии. В соответствии с этой теорией красителем является ненасыщенное соединение, которое можно описать с помощью ряда мезомерных предельных структур. Поглощая световую энергию, непрочно связанные валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень, н, таким образом, молекула красителя переходит в возбужденное состояние. Чем большее число мезомерных структур участвует в основном состоянии, тем легче обычно происходит возбуждение молекулы и тем глубже окрашено соединение. В соответствии с этим все окрашенные вещества должны были бы быть неустойчивыми. Однако благодаря тому, что ненасыщенные группы, введенные в ароматические и хииоидные системы, могут стабилизоваться, в результате сопряжения и образования водородны.ч связей, химикам удалось получить чрезвычайно устойчивые красители. [c.597]

Согласно этой теории, окисление тех соединений, которых структура и наличие определенных функциональных групп делает способными к окислению их свободным кислородом, протекает через стадию промежуточного образования нестойких и очень реакционноспособных перекисей с активным кислородом. Такие перекиси для соединения А будем обозначать Л [Оа]. По Муре и Дюфрессу, такая первая ступень соединения А с молекулой кисло-рода образуется без потери энергии или падения потенциала, но часто с повышением потенциала. Обладая различными уровнями энергии, не все молекулы Л и О2 участвуют в образовании такой первичной перекиси, но только те немногие из них, которых энергетический уровень выше энергии активирования ( omplement ritique d energie). При этом первичная перекись образуется за счет энергии окружающей массы без передачи системе какой-либо внешней энергии. Молекулы первичной перекиси Л [Оа], если они не диссоциируют на составные части, в дальнейшем эволюционируют в направлении стойких форм, где кислород уже не имеет тех свойств, которые отличают первичные перекиси, где он переходит в неактивное состояние. [c.473]

Хойтинк [5 в результате квантово-механических расчетов молекул пришел к выводу, что образование двухэлектронных волн при электро-восстааовлении соединений с сопряженными связями обусловлено повышением сродства к электрону при переходе от молекулы Б к радикалу КН. Если учесть, что потенциал полуволны определяет энергию, которая должна быть придана внешнему электрону для занятия им низшей вакантной орбиты в давиой молекуле, то можно сказать, что в результате присоединения первого электрона к молекуле а-кремнийацетиленового кетона снижается энергетический уровень первой незанятой электронной орбиты, облегчая присоединение следующего электрона, что может быть обусловлено непременным участием Зй-орбит атома кремния 6 сопряжении с я-электронами [c.278]

В ненасыщенных молекулах в образовании двойной связи участвует пара о-электронов и два х-элек-трона, у которых наибольшая плотность электронного облака располагается не по линии связи, а симметрично двум взаимно перпендикулярным плоскостям, проходящим через ось, соединяющую центры атомов, л-электроны занимают большую область пространства и поэтому слабее связаны с каждым из ядер, чем а-электроны. В соответствии с уравнением Шре-дингера, чем менее ограничено перемещение электрона, тем меньше требуется энергии для того, чтобы перевести его на более высокий энергетический уровень. Соединения с двойными связями могут поглощать в связи с этим менее жесткие ультрафиолетовые лучи с меньшим значением Эйнштейна квантов. [c.139]

Вернемся теперь к химической реакции. Какой фактор влияет на течение реакции таким же образом, как профиль дороги на расположение мячей на верхней и нижней площадках Таким фактором является тежпера-тура. При любой температуре, кроме абсолютного нуля, происходит непрерывное беспорядочное движение молекул. Одни молекулы имеют низкую кинетическую энергию, другие — высокую в соответствии с кривой распределения молекул по энергиям (см. рис. 8-4). Некоторые молекулы иногда приобретают энергию, достаточную для подъема наверх с образованием менее устойчивого соединения. С одной стороны, превращения, в которых участвуют молекулы, идут в направлении образования соединений с минимальной энергией. С другой стороны, реакции, происходящие между молекулами, в конце концов приводят к установлению динамического равновесия, когда при данной температуре системы молекулы в результате беспорядочного движения будут с одинаковой скоростью переходить в соединения с повышенной энергией и скатываться на более низкий энергетический уровень. [c.235]

Согласно уравнению на стр. 428, для восстановления одной молекулы СОг необходимы 3 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДФ-Н. Для образования двух молекул НАДФ-Н (см. рис. 29) фотосистема I должна поднять на более высокий энергетический уровень четыре электрона, столько же электронов должна дать фотосистема II. для получения одной молекулы Ог. Так как для отщепления одного электрона необходим один световой квант, то для образования двух молекул НАДФ-Н и одной молекулы Ог необходимы 8 квантов. Если считать, что на каждую пару электронов в течение всего процесса приходится одно фотофосфорилирование, то при переходе двух пар электронов от фотосистемы II к фотосистеме I должно образоваться две молекулы АТФ. Однако для восстановления СОг необходимы три молекулы АТФ. Если перенос пары электронов сопряжен с фотофосфорилированием в двух местах, как предполагают многие исследователи, то возникают четыре молекулы АТФ. Возможно, что при определенных условиях вступает в действие циклический поток электронов, который вырабатывает только АТФ. Эффективность фотосинтеза в природе намного ниже величин, вычисленных, исходя из молекулярных процессов. Например, сахарный тростник запасает в виде органических соединений до 8% поглощенной световой энергии. Кроме того, суммарная эффективность фотосинтеза понижается за счет процессов фотодыхания, протекающего в митохондриях фотосинтезирующих клеток. Фотодыхание рассматривают как короткозамкнутую цепь фотосинтеза, при котором восстановительная способность электронов расходуется не на восстановление СОг, а на восстановление молекулярного кислорода. Оно не сопровождается окислительным фосфорилированием АДФ. [c.429]

Тот факт, что кислород и в гомеополярных соединениях никогда не проявляет валентности больше двух, с точки зрения теории атомной связи объясняется следующим образом в атоме кислорода имеется шесть внешних электронов, находящихся на энергетическом уровне с главным квантовым числом и = 2. Согласно принципу Паули (стр. 130 и сл.), на таком уровне может находиться максимум восемь электронов. Так как обычно каждая гомеополярная связь образуется парой электронов, для которой каждый из связанных атомов предоставляет один электрон, то при образовании двух главных валентностей число внешних электронов атома кислорода доходит до восьми, т. е. до максимально возможного числа. Чтобы образовалось более двух валентных связей, по крайней мере один электрон должен подняться с уровня с главным квантовым числом 2 на уровень с главным квантовым числом 3. Как следует из спектральных термов кислорода, для этого надо затратить очень большую энергию, а именно около 210 ккал г-атом. В атомах аналогов кислорода, наоборот, ни одному электрону не надо подниматься на уровень с ббльшим главным квантовым числом, чтобы стало возможным образование более двух гомеополярных главных валентных связей, так как в сипу большего значения главного квантового числа внешние энергетические уровни этих атомов могут содержать больше восьми электронов. Впрочем, и в атомах аналогов кислорода, чтобы они проявили валентность больше двух, электроны должны быть подняты на более высокий энергетический уровень, но не с большим главным квантовым числом, а всего лишь на уровень с большим побочным квантовым числом, а именно на -уровень. Если образуются две валентные связи, такого перехода электронов не происходит, поскольку, как следует из спектров, и у кислорода и у его аналогов основному состоянию атомов соответствует триплетный терм ( Рг)-Это значит, что атомы кислорода и его аналогов в основном состоянии содержат два неспаренных электрона. Следовательно, они могут проявлять валентность два, не требуя какой-либо энергии возбуждения, кроме энергии, необходимой для распада молекул на атомы, тогда как для проявления ими высших валентностей такая энергия возбуждения необходима. Отсюда понятно, почему в чисто гомеополярных соединениях и аналоги кислорода проявляют в основном валентность 2. [c.660]

Рис. 5.8. Передача энергии по цепи переносчиков электронов в митохондриальной мембране. Электроны от NADH переходят от одного переносчика к другому, каждый раз на более низкий энергетический уровень, и в конце концов восстанавливают 1/2 Oj до НгО. В процессе этого переноса фосфорилируются три молекулы ADP с образованием АТР, высокоэнергетического соединения, используемого в других реакциях. Пункты, в которых происходит фосфорилирование, намечены пока лишь предположительно возможно, что здесь происходит также и перемещение протонов.

Проведенные для пропана вычисления могут быть проиллюстрированы при помощи диаграммы энергетических уровней, изображенной на рис. 15-7. Добавление 3898 кДж для атомизации графита и диссоциавдщ газообразного водорода показано как переход с нижнего энергетического уровня на верхний уровень, соответствующий изолированным атомам. Соединение этих атомов в молекулу СзН соответствует уменьщению энергии на 3994 кДж с переходом в еще более низкое энергетическое состояние. Расстояние между исходным и конечным энергетическими уровнями (исходный уровень отвечает реагентам - графиту и Н2, а конечный уровень — продукту СзНд) соответствует вычисленной теплоте образования пропана, АЯ298 = - 96 кДж. [c.29]

Рассмотрим простой случай соединений бериллия. Электронная конфигурация атома бериллия имеет вид ls 2s и характеризуется отсутствием неспаренных электронов, т. е. ожидаемая валентность бериллия в таком состоянии равна нулю. Однако элементарный бериллий вступает в химические реакции и образует соединения типа ВеХз с линейной формой молекул в газовой фазе. Чтобы объяснить подобные явления, приходится, во-первых, предположить, что атом бериллия распаривает свои 2з -электроны, переходя в состояние 2s2p. Энергетическая затрата при переводе (промотировании) одного электрона на 2р-уровень с избытком компенсируется энергией, выделяющейся в результате образования двух связей Ве—X. Однако как объяснить линейную конфигурацию молекулы ВеХ. [c.180]

Особо должен быть рассмотрен четырехвалентный атом углерода, у которого в валентном состоянии имеются один -электрон и три р-электрона, способные присоединять четыре электрона других атомюв (табл. 23). Из сказанного выше можно заключить, что,, например, в СН4 три С—Н-связи с р-электронами должны располагаться под Прямым углом, а четвертая С—Н-связь с 5-влек-троном имеет произвольное направление. В действительности это не так. В первых двух рядах периодической системы -уровни и р-уровни в одной и той же оболочке энергетически почти одина ковы и при образовании молекулы все 4 электрона переходят па комбинированный уровень зр. который мы назовем (/-уровнем (гибридный уровень). При этом все четыре электрона становятся совершенно равноценным и, как обнаруживает расчет, их электронные облака имеют оси, симметрично расположенные в пространстве, т. е. они направлены к углам правильного тетраэдра (109° 28 ). Этот вывод точно совпадает с хорошо известными и широко подтвержденными стереохимией представлениями Вант-Гоффа (1874) о тетраэдрическом строении соединений углерода. [c.233]