活性化エネルギーと閾値エネルギーの重要な違いは、活性化エネルギーが反応物と活性化複合体の間のポテンシャルエネルギー差を表すのに対し、閾値エネルギーは反応物がうまく衝突して活性化複合体を形成するのに必要なエネルギーを表す点である。

エネルギーとは、働く力のことです。十分なエネルギーがあれば、そのエネルギーでやりたい仕事をすることができる。化学では、この仕事は化学反応であったり核反応であったりする。化学反応エネルギーを定義するために、2つの異なるエネルギー形式を使用します。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 活性化エネルギーとは 3. 閾値エネルギーとは 4. 横並び比較 - 活性化エネルギーと閾値エネルギーの表形式 5. まとめ

活性化エネルギーは何ですか？

活性化エネルギーとは、化学反応や核反応など、あらゆる反応を活性化させるために必要なエネルギーのことです。多くの場合、このエネルギーは1モル当たりのキロジュール（kJ/mol）の単位で測定される。このエネルギーは、化学反応が起こるのを妨げる位置エネルギーの障壁となる。つまり、反応物から生成物への変換を妨げるのである。また、熱力学系で化学反応を行うには、反応物に活性化エネルギー障壁と同等以上のエネルギーを与えるのに十分な高温に到達する必要がある。

図01：触媒非存在下および存在下での反応速度

もし系に十分なエネルギーが与えられれば、反応速度は増大する。しかし、温度の上昇とともに反応速度が低下するケースもある。これは負の活性化エネルギーによるものである。反応速度と活性化エネルギーはアレニウスの式を用いて計算することができます。これは以下の通りです。

K = Ae - Ea/(RT)

ここで、k は反応速度係数、A は反応頻度係数、R は普遍気体定数、T は絶対温度です。

これに加えて、触媒とは、反応の活性化エネルギー障壁を低減させる物質である。これは、反応の遷移状態を変化させることで実現します。さらに、反応を行う際に、触媒を消費しないことも特徴である。

閾値エネルギーは何ですか？

臨界エネルギーとは、2つの粒子がうまく衝突するために必要な最小のエネルギーのことである。この用語は、化学ではなく素粒子物理学で非常に有用である。ここでは、粒子の運動エネルギーについて説明する。この粒子の衝突によって、反応の活性化複合体（中間体）が形成される。したがって、しきい値エネルギーは、運動エネルギーと活性化エネルギーの和に等しい。したがって、この形のエネルギーは常に活性化エネルギーと等しいか、それ以上である。

活性化エネルギーとしきいエネルギーの違い

活性化エネルギーとは、化学反応や核反応など、あらゆる反応を活性化させるために必要なエネルギーの一種です。反応物と活性化錯体の間のポテンシャルエネルギーの差を記述しています。さらに、その値は同じ熱力学系の臨界エネルギーと常に等しいか、それ以下である。一方、臨界エネルギーとは、ある粒子のペアがうまく衝突するために必要な最小のエネルギーのことである。反応物がうまく衝突して活性化された複合体を形成するのに必要なエネルギーを記述しています。さらに、このエネルギーの値は、同じ熱力学系の活性化エネルギーと常に等しいか、それ以上である。次のインフォグラフィックは、活性化エネルギーと閾値エネルギーの違いを表形式で示したものである。

概要 - 活性化エネルギー vs. しきいエネルギー

熱力学系の閾値エネルギーと活性化エネルギーを定義することができます。活性化エネルギーと閾値エネルギーの重要な違いは、活性化エネルギーが反応物と活性化複合体の間のポテンシャルエネルギー差を表すのに対し、閾値エネルギーは反応物がうまく衝突して活性化複合体を形成するために必要なエネルギーを表す点である。

引用

1 "活性化エネルギー", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年7月27日.ここで入手可能 2. "臨界エネルギー", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2018年8月9日。ここで入手可能 2 "臨界エネルギー", ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年8月9日。