îmi place această întrebare!

predau chimie la diferite niveluri și acest concept în jurul hidrolizei ATP provoacă mai multe probleme elevilor mei decât oricare altul. Adesea, aceasta este prima dată când un student întâlnește un exemplu concret de legătură (într-o clasă de Biologie) și atât de des pleacă cu o idee greșită despre procesele de formare și rupere a legăturilor.

ruperea unei legături, în izolare, nu eliberează niciodată energie. Legarea este o stare stabilă în comparație cu speciile nelegate, unde sarcinile opuse sunt mai apropiate atunci când sunt legate în comparație cu cele nelegate și întregul sistem este la o energie potențială (electrică) mai mică. Legătura ruptă în hidroliza ATP nu este diferită. Este o legătură destul de slabă, dar necesită totuși energie pentru a fi ruptă.

motivul pentru care există energie eliberată în proces este că produsele formate (ADP și hidrogenfosfat / fosfat) au legături covalente mai puternice (plus forțe intermoleculare cu soluția înconjurătoare și ionii dizolvați) decât materiile prime. Acesta este cazul oricărui proces exoterm. Pe măsură ce rupeți legătura P-O în ATP se formează o nouă legătură P-o în hidrogenfosfat, dar trebuie să vă uitați și la interacțiunile materiilor prime în comparație cu produsele cu soluția. De asemenea, trebuie remarcat faptul că apa care atacă grupul fosfat în reacția de hidroliză va trebui apoi deprotonată și ionul hidrogenfosfat format se va disocia parțial la fosfat, deci se întâmplă multe!

de asemenea, este demn de remarcat faptul că atunci când oamenii spun „energia este eliberată în hidroliza ATP”, ei se referă în mod normal la energia liberă Gibbs, care include și contribuția adusă de schimbarea entropiei sistemului (temperatura timpilor), precum și schimbarea entalpiei (determinată de legătură și alte forțe de interacțiune electrostatică). În cazul hidrolizei ATP, în majoritatea condițiilor, avem și o creștere a entropiei sistemului și acest lucru determină procesul să fie și mai exergonic (favorabil, poate fi folosit pentru a conduce alte procese) decât ar sugera entalpia singură.

vă rugăm să înțelegeți: chimia implicată aici este de fapt foarte complexă, iar energia totală utilizabilă pusă la dispoziție depinde de mulți factori dincolo de structurile materiilor prime și ale produselor. Pentru a înțelege cu adevărat hidroliza ATP necesită cunoașterea concentrațiilor tuturor speciilor (deoarece aceasta afectează forța motrice), inclusiv a diferitelor specii ionice dizolvate care nu sunt incluse în mod normal în ecuația de reacție simplă.

pentru a răspunde la ultima parte, formarea de legături de la specii izolate eliberează întotdeauna energie, deoarece sarcinile opuse se apropie și energia potențială scade.