химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

плекса должно трактоваться так же, как время существования состояний, рассматриваемых в теории Максвелла — Больцмана. Из малости kTjh нельзя делать вывод о невозможности установления равновесия между активированными комплексами и реагентами [7]. Очевидно также, что термин «активированный комплекс» относится к определенному состоянию атомной системы, испытывающей превращение, и не означает существования метастабильного комплекса, который можно изучать физическими и химическими методами.

Значение изложенной теории состоит в физическом рассмотрении кинетических процессов, позволяющем обосновать формулы типа формулы Аррениуса и грубо оценить фигурирующие в ней величины. Теория непосредственно применима как к газовым химическим реакциям, так и к классическим кинетическим проблемам (вязкость, диффузия). Она позволяет также рассматривать гетерогенные процессы, например адсорбцию и реакции на поверхностях раздела фаз (см. [2, 8]).

Влияние катализатора на скорость реакции означает изменение энергии активации. Катализатор (положительный) понижает активационный барьер.

Следует различать гетерогенный и гомогенный катализ. В первом случае катализатор образует отдельную фазу и реакция протекает на поверхности раздела фаз, т. е. на поверхности

Катализатора. Гомогенный катализ реализуется в тех случаях, когда катализатор и реагенты находятся в одной фазе, например в растворе. Тогда в катализе участвует некоторое промежуточное соединение.

Процесс гетерогенного катализа состоит в адсорбции реагирующих молекул поверхностью катализатора, реакции между ними и десорбции, т. е. отделении от поверхности продуктов реакции. Адсорбция приводит реагирующие молекулы в состоя* ние тесного соприкосновения, изменяет структуру их электронных оболочек и может понизить энергию активации. Как показал Баландин в своей мультиплетной теории катализа [9], важнейшую роль в процессе играет геометрическое структурное соответствие между поверхностями катализатора и сорбируемой молекулы. Металлический катализатор обладает кристаллической структурой. Если симметрия его кристаллической решетки и межатомные расстояния соответствуют геометрии молекул реагентов, то последние могут эффективно сорбироваться и приходить в необходимое для реакции состояние в результате взаимодействия с атомами металла. Так, реакция гидрирования бензола СбН6 + ЗН2 СеН^ катализируется платиной, никелем и некоторыми другими металлами, но не железом, серебром и т. д. Молекула бензола — правильный шестиугольник с длинами связей С—С, равными 1,4 А. Атомы на поверхности кристаллического никеля и других эффективных катализаторов также располагаются в виде шестиугольников, примерно на тех же расстояниях, что и в бензоле [10]. Напротив, атомы неката-лизирующих эту реакцию металлов либо размещаются по-иному, либо обладают неподходящими размерами.

В бензоле, находящемся в состоянии структурного соответствия с металлом, химические связи испытывают превращение

—CHv^CH^ —НС—СН—

—? : :

..-Ni-Ni--. ...Ni—Ni-.

изображающее разрыв я-электронной связи в бензоле и образование за счет я-электронов связей с атомами металла. В этом состоянии бензол легко реагирует с водородом

Н—Н

—НС—сн— —> —Н2С—СН2—

• • N1-Ш- ...Ni-.-Ni—

После прохождения реакции на поверхности продукты реакции десорбируются и тот же участок поверхности катализатора вновь способен к действию.

Ферменты выполняют свою каталитическую функцию либо в виде молекул в растворе, либо в надмолекулярных структурах клеток. Сорбция реагентов (именуемых в данном случае субстратами фермента) и реакция происходят на некоторой поверхности белковой молекулы. В этом смысле ферментативный катализ сходен с гетерогенным, и действительно, надмолекулярные ферментные системы образуют фазу, отличную от окружающего их раствора. Однако активная поверхность белковой глобулы, молекулы фермента, интравертирована — как показывает рентгеноструктурный анализ, молекулы субстрата входят в некоторую полость в теле глобулы (см. стр. 377, 378). Имеется строгая стехиометрия взаимодействия — как правило, одна белковая глобула взаимодействует с одной молекулой субстрата или другого лиганда. При взаимодействии образуется промежуточное соединение — фермент-субстратный комплекс (ФСК), строение и свойства которого могут быть изучены физическими методами: Таким образом, ферментативный катализ в растворе есть гомогенный катализ, осуществляемый большими глобулярными молекулами, имеющими специфические свойства.

Фермент можно трактовать как «черный ящик», преобразующий входной сигнал — молекулу субстрата, в выходной сигнал — молекулу продукта. Имеются два пути для исследования устройства и механизма работы «черного ящика»: изучение молекулярной структуры фермента и ФСК физическими и химическими методами и изучение кинетики ферментативных реакций.

§ 6.2. КИНЕТИКА ПРОСТЫХ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ

Рассмотрим простейшую ферментативную реакцию с участием одного субстрата и одного продукта реакции, т. е. превращение субстрата в продукт* п

страница 131
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
котли на твердому паливі
emigres baltico
купить g shock в москве
недорогие свадебные машины

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)