¿Cómo una entrada de energía realmente cambia una molécula?

Question

Estoy leyendo una línea de bioquímica de libros de texto para la diversión, y una pregunta que me ha molestado en química antes de estallar de nuevo. La cuestión aquí no es específica para el proceso químico descrito, pero yo necesitaba un ejemplo:

Mediante la adición de energía a una molécula de ácido fórmico ($\ce{CH2O2}$), se inicia una S y se convierte en formaldehído ($\ce{CH2O}$). Más energía hace metanol ($\ce{CH3OH}$), y más de la energía que hace que el metano ($\ce{CH4}$).

Puedo conseguir que la energía permite que la molécula convertido en una de moléculas distintas de un estado de mayor energía; básicamente se almacena la energía en forma de nuevos o alteración de los enlaces químicos. Lo que nunca he entendido es por qué? Es natural que la molécula para tratar de llegar a un estado de energía inferior, la liberación de energía en los bonos, como en la oxidación/"la quema". Así que ¿por qué no acaba de liberar de inmediato a la mayor energía, en lugar de almacenarlo en bonos?

Lo que impide que el formaldehído de decir "puedo ver su energía, pero sólo voy a hacer lo más fácil para mí y la liberación de algunos de mi propia, y se convierten en ácido fórmico"? Después de todo, no importa la cantidad de energía que uso para la explosión de un bloque de piedra en el aire, se va a caer de nuevo, a menos que alguien no lo capta. Lo de la "recuperación" de la alta energía de la molécula y la prevención de "volver a caer" en el más estable, de baja energía de la molécula?

La respuesta parece que podría ser apoyado en la teoría atómica más de la química, pero pensé en darle una oportunidad aquí.

Answer 1

También es importante mencionar (y esto es especialmente cierto en reacciones orgánicas como su ejemplo, pero también otras reacciones químicas), que cuando tenemos un vaso con reactantes y lo calentamos para obtener productos, más a menudo que no, usted obtendrá un montón de productos diferentes y no sólo a la que quería hacer en un principio. Y también, a menudo habrá material sin reaccionar. Esto sucede precisamente por la razón de bola que es capaz de rodar en diferentes valles y también debido a la cinética. En realidad, hay un montón de factores a considerar.

Así que si usted trae la energía suficiente para transformar el ácido fórmico y metanol, todavía podrían ser algunas de las moléculas de cambio en el aldehído.

Esto no quiere decir que las reacciones con el único producto que no ocurren, son mucho más raros. Todo depende de las energías de un reactivo, producto y particularmente en la energía del estado de transición y cómo se relacionan unos con otros (o en la analogía, la relación de las distancias entre las colinas y los valles)

Answer 2

Es acerca de la transición barreras de energía.

Imagina un paisaje montañoso con un montón de valles de diferentes profundidades. Las moléculas estables son grandes bolas que se sientan en el fondo de los valles. Agregar algunas energía y la pelota podría llegar hasta el fondo del valle, pero se va a caer de nuevo. Añadir una cantidad suficiente de energía y la pelota puede levante lo suficiente como para pasar por encima de la barrera para el siguiente valle y va a caer en un lugar diferente con una profundidad diferente (y la analogía se cae, ya que también se convierte en una diferente de la bola). Así, cualquiera que sea la relativa profundidad de los valles, hay una gran barrera para llegar de un valle a otro. Incluso cuando el valle es mucho menor que la otra (así pasar de una a otra libera energía) usted todavía tiene que poner la energía en a causa de la transición.

Las reacciones químicas son a menudo controlados por esas barreras de transición entre una molécula y otra, en vez de por la absoluta diferencia de energía entre las moléculas. El metano y el oxígeno se quema para dar diversos compuestos y de la liberación de energía, pero hay una gran barrera para iniciar el proceso de grabación. Esto significa que la desoxigenación de las reacciones que usted describe son posibles y no de forma espontánea inversa aunque la liberación de energía si lo hicieron.