熱力学的安定性と運動学的安定性の大きな違いは、熱力学的安定性が生成物の状態を意味するのに対し、運動学的安定性は反応物の状態を意味することである。

熱力学的安定性と動力学的安定性は、化学反応系を説明する際に用いられる重要な化学用語である。熱力学的安定性とは、系の最もエネルギーの低い状態の安定性であり、運動学的安定性とは、系の最もエネルギーの高い状態の安定性である。また、熱力学的状態は系の平衡状態を表し、運動学的状態は系の反応性を表す。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 熱力学的安定性とは 3. 運動学的安定性とは 4. 横並び比較 - 熱力学的安定性と運動学的安定性を表形式で 5. まとめ

熱力学的安定性は何ですか？

熱力学的安定性とは、ある系の最もエネルギーの低い状態の安定性のことである。一般的には化学的安定性とも呼ばれる。システムのエネルギーが最も低い状態が、最も良い製品収率を得ることができる場所です。つまり、系が平衡状態に達したときに熱力学的な安定性が得られるのです。この安定性は、個々の原子や分子が形を変えようとすることで、全体の変化がゼロになるような動的平衡が存在するときに生じることもある。

図01：平衡状態での製品の安定性

熱力学的安定性の反対は「運動学的安定性」であり、平衡状態ではなく、系の反応性を記述するものである。

運動安定性は何ですか？

運動安定性とは、系の最高エネルギー状態の安定性のことである。つまり、系内に最適な反応物の割合があるときに、動力学的安定性が生じるということです。これは、通常、反応物は高いエネルギーレベルを持っているため、互いに反応し、低いエネルギーレベルの生成物に変化するためである。したがって、系の動力学的安定性は、反応物の反応性に関係する。さらに、反応物は通常、反応を運動学的安定性から熱力学的安定性に移行させるためのエネルギー投入を必要とします。

熱力学と運動安定性の違い

熱力学的安定性と動力学的安定性は、物理化学における重要な化学用語である。熱力学的安定性と運動学的安定性の大きな違いは、熱力学的安定性が生成物の状態を意味するのに対し、運動学的安定性は反応物の状態を意味することである。一般に、反応物のエネルギーは生成物のエネルギー準位より高い。このため、反応物は安定性を得るために、よりエネルギーの低い生成物に変換する傾向がある。

化学反応は、通常、運動学的安定性から熱力学的安定性へと系を移行させ、最適な生成物を生み出すためにエネルギーの投入を必要とします。したがって、熱力学的とは系の平衡状態を意味し、運動学的とは系の反応性を意味する。熱力学的安定性は、平衡反応や非平衡反応の安定性を与えることもある。

熱力学的安定性と動力学的安定性の違いを下表にまとめました。

概要 - 熱力学 vs. 運動安定性

熱力学的安定性と動力学的安定性は、物理化学における重要な化学用語である。熱力学的安定性とは、系の最もエネルギーの低い状態の安定性であり、運動学的安定性とは、系の最もエネルギーの高い状態の安定性である。熱力学的安定性と運動学的安定性の大きな違いは、熱力学的安定性が生成物の状態を意味するのに対し、運動学的安定性は反応物の状態を意味することである。多くの場合、反応物の反応性によって系を運動学的安定性から熱力学的安定性に移行させるためには、何らかの入力エネルギーが必要である。

引用

1 アンソニー、デイタイム。"パワー・スタビリティ"。

2 「熱力学的安定性」...直接的な科学的トピックの概要、こちらでご覧いただけます。