التعديل الثاني شرحه أكثر صعوبة بكثير؛ لأنه معني بسمات معينة حيوية لكنها معقدة جدا لمخطط المستويات المختلفة. إن الانتقال الحر بين مستويين منهما يمكن أن يعاق بصرف النظر عن مقدار الطاقة المطلوب؛ في الحقيقة، من الممكن أن يعاق حتى عندما يكون من حالة أعلى إلى أخرى أدنى.

شكل 4-1: الأيسومران الخاصان بالكحول البروبيلي.

دعونا نبدأ من الحقائق التجريبية. من المعلوم لدى الكيميائي أن المجموعة نفسها من الذرات يمكن أن تتحد بأكثر من طريقة لتكون جزيئا. هذه الجزيئات توصف بأنها أيسومرية (أي مكونة من الأجزاء نفسها ). والأيسومرية ليست باستثناء، بل هي القاعدة. وكلما ازداد حجم الجزيء ، ازدادت البدائل الأيسومرية المتاحة. يعرض الشكل

4-1

واحدا من أبسط الأمثلة على ذلك، وهو نوعا الكحول البروبيلي؛ فكلاهما يتكون من 3 ذرات كربون، و8 ذرات هيدروجين، وذرة أكسجين واحدة.

3

إن الذرة الأخيرة يمكن أن تتوسط بين أي ذرة هيدروجين وذرة الكربون خاصتها، لكن الحالتين فقط المعروضتين في شكلنا هما اللتان تمثلان مادتين مختلفتين. إن كل خواصهما الفيزيائية والكيميائية متمايزة الاختلاف. وكذلك طاقاتهما مختلفة؛ فهما تمثلان «مستويين مختلفين».

شكل 4-2: عتبة الطاقة (3) بين المستويين الأيسومرين (1) و(2). السهمان يشيران إلى الطاقتين الدنييين المطلوبتين لعملية الانتقال.

الحقيقة الجديرة بالملاحظة أن الجزيئين مستقران تماما؛ إذ كلاهما يتصرفان كما لو أنهما «الحالتان الدنييان». ولا يوجد انتقال تلقائي من أي حالة منهما للأخرى.

السبب يكمن في أن التكوينين ليسا تكوينين متجاورين. والانتقالات من أحدهما إلى الآخر يمكن لها أن تحدث فقط عبر تكوينات وسيطة والتي لها طاقة أعلى من كليهما. لكي نوضح الأمر أكثر، فإن الأكسجين يجب أن ينتزع من أحد الموضعين ويدرج في الآخر. يبدو أنه لا يوجد سبيل لفعل ذلك دون المرور بتكوينات ذات طاقة أعلى بكثير. إن هذا الوضع يمكن تمثيله أحيانا بيانيا كما في الشكل

Page inconnue