Energiabarjääri

Energiabarjääri on minimi lisäenergia, jota järjestelmän täytyy saada ylittääkseen reitin yhdestä vakaasta tilasta toiseen potentiaalienergian polulla. Barjääri muodostuu potentiaalienergian pinnalle, jossa siirtymätila asettuu reaktiopolun korkeimmaksi pisteeksi. Energiabarjääri määrittää prosessin lähdön todennäköisyyden; se riippuu olosuhteista kuten lämpötilasta, paineesta ja ympäristön vuorovaikutuksista.

Fysikaalisessa kemiassa barjääri vaikuttaa reaktionopeuteen: suurempi barjääri hidastaa reaktiota. Reaktioiden nopeus voidaan kuvata Arrhenius-lausekkeella: k = A exp(-Ea/RT). Ea on energian erotus reaktanttitilan ja siirtymätilan välillä; sen arvo kuvaa barjääriä, mutta tarkka arvo riippuu reitistä ja olosuhteista. Siirtymätilateoria (transition state theory) antaa kehyksen, jossa reaktiokertoimen arvo määräytyy siirtymätilan olemassaolon ja siihen liittyvän entropian perusteella.

Energiabarjääriä tarkastellaan monissa konteksteissa: kemiallisissa reaktioissa, faasimuutoksissa, diffuusioprosesseissa ja magneettisten järjestelmien magnetoitumisen tai rekristallisaation aikana. Barjääri on hyödyllinen käsite, kun kuvataan, miksi tietyt prosessit ovat nopeita tietyissä olosuhteissa ja miksi toiset vaativat suurempaa lämpötilaa tai aktiivisuutta.