Im Text, den wir zu diesem Thema gelesen habe, verstehe ich einen Teilabschnitt nicht- Kinetische Energie, ok, soweit kann ich ja noch folgen, die Moleküle bewegen sich ja, ehe sie zusammenstossen und sich neu anordnen (aktiver Komplex), aber was Potentielle Energie hier zu suchen hat, verstehe ich irgendwie nicht und kann es mir auch nicht so recht vorstellen. Ich hoffe ich könnt mir weiterhelfen und vielleicht „diese Geschichte mit der Potentiellen Energie“ auf eine andere Art und Weise formulieren, resp. erklären.
Hier der Text, den für mich nicht verständlichen Teil habe ich mit „_“ abgetrennt.
Die Kurve der potentiellen Energie, die wir gezeichnet haben, nennt man „Reaktionsprofil“. Der höchste Punkt der Kurve entspricht einem mehr oder weniger gut geordneten Komplex von Atomen, der als „aktiver Komplex“ bezeichnet wird und sich für einen kurzen Moment bei der Begegnung der Reaktanten bildet. Aus diesem aktivierten Komplex entstehen die Produkte. Der Unterschied zwischen dem Maximum der Kurve und der Energie der Reaktanten ist die Aktivierungsenergie der Reaktion. Sie bestimmt deshalb auch die charakteristische Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit. Wenn sich das OH-Radikal und das Kohlenwasserstoffmolekül einander nähern, besitzen sie eine Gesamtenergie, die die Summe zweier Beiträge ist: der Bewegungsenergie der Teilchen – der „kinetischen Energie“- und
_der Energie, die von ihrer Position zueinander abhängt – der potentiellen Energie. In dem Masse, wie die Reaktanten sich annähern, verringert sich ihre kinetische Energie, weil sie langsamer werden und es wächst die potentielle Energie. Nur wenn sie auf dem höchsten Punkt der Barriere noch eine wenig kinetische Energie besitzen, wird ihre Gesamtenergie grösser als die Aktivierungsenergie sein. Nur dann werden sie die „Aktivierungsschwelle“, den Berg im Reaktionsprofil, überwinden und als Produkte aus der Begegnung hervorgehen können.

• Toluol sagt:

  3. April 2010 um 01:54 Uhr

  Du musst dir das so vorstellen: alle Moleküle haben einen winzigen Atomkern und eine riesige Elektronenwolke drum herum. Trivial ist, dass zwei negativ geladene Teilchen sich abstoßen, es wird also Energie benötigt um zwei Teilchen so nahe zusammenzuschieben, dass sich ihre Elektronenwolken überlappen, jedoch kann nur so eine neue Verbindung entstehen weil Teilchen nicht über weite Strecken miteinander reagieren können.
  Dass in diesem Text der Ausdruck potentielle Energie gewählt wurde verstehe ich auch nur schwer. Potentielle Energie ist nämlich Gravitations also Lageenergie, d.h. ein Körper der auf 4000m auf einem Berg liegt hat viel potentielle Energie weil er runterrollen kann und dadurch z.B. irgendwas antreiben ergo Energie gewinnen kann.
  Das hier hab ich nach kurzer Recherche gefunden:
  „Theoretisch-Chemisch betrachtet entspricht eine Reaktion einer „Wanderung“ auf dem „Gebirge“ der potentiellen Energie der Kerne, wobei jeder Anordnung der Atome im Molekül eine bestimmte Energie zugeordnet wird, die sog. Potentialenergiehyperfläche also von 3N kartesischen Koordinaten für N Atome im Molekül abhängt. Am Übergangszustand ist diese Energie auf dem Reaktionsweg maximal, global gesehen jedoch ist es ein Maximum in nur einer Dimension (die dem Reaktionsweg entspricht), in allen anderen Dimensionen weist der Übergangszustand dennoch ein Minimum auf (man kann ihn also als „Pass“ im besagten Gebirge auffassen). Mathematisch formuliert ist der Übergangszustand ein Sattelpunkt erster Ordnung auf der Potentialenergiehyperfläche, das heißt, der Gradientenvektor verschwindet und die Hessematrix weist einen negativen Eintrag auf.“
  Mit der Änderung der potentiellen Energie ist hiermit anscheinend nicht nur die elektromagnetische Abstoßung die überwunden werden muss, sondern auch die Verzerrung der Bindungen etc. in einem Molekül selber: Wenn ein Bindungswinkel maximal gespannt ist bricht er und das Edukt reagiert. Bei diesen Berechnungen werden alle Freiheitsgrade bis auf die Translationsfreiheitsgrade 1 gesetzt weil sie 20 Größenordnungen kleiner sind. Nur falls du dich gefragt hast warum das auf einmal von nur 3 Freiheitsgraden abhängt.