化学的親和性

化学物理学および物理化学において、化学親和性とは、異なる化学種が化学化合物を形成できる電子的性質である。^{[ 1 ]}化学親和性は、原子または化合物が異なる組成の原子または化合物と化学反応によって結合する 傾向を指す場合もある。

親和性という用語は、化学、文献学などの構造的関係の議論において、1600年頃から比喩的に使用されてきました。化学的親和性は、歴史的に化学反応を引き起こす「力」を指してきました。^{[ 2 ]}歴史を通じて一般的に使用されてきた広い定義では、化学的親和性とは、物質が分解に関与したり、分解に抵抗したりする方法に関するものです。^{[ 3 ]}

現代の「化学親和性」という用語は、18 世紀の化学講師ウィリアム・カレンが使用した「選択的親和性」または「選択的引力」という用語を多少修正したものです。^{[ 4 ]}カレンがこのフレーズを造語したかどうかは明らかではありませんが、彼の使用は他のほとんどの使用よりも古いようです。ただし、この用語はヨーロッパ中に急速に広まり、特にスウェーデンの化学者トルベルン・オロフ・ベルグマンが著書『De attractionibus electivis』（1775 年）の中で使用しました。親和性理論は、18 世紀半ばから 19 世紀にかけて、ほとんどの化学者が何らかの形で、物質が入り込むことができるさまざまな組み合わせと、そこから取り出すことができるさまざまな組み合わせを説明し、整理するために使用しました。^{[ 5 ] [ 6 ]}

化学物理学および物理化学において、化学親和性とは、異なる化学種が化学化合物を形成できる電子的性質である。^{[ 1 ]}化学親和性は、原子または化合物が異なる組成の原子または化合物と化学反応によって結合する 傾向を指す場合もある。

現代では、親和性とは、特定の原子や分子が凝集したり結合したりする傾向のある現象を指します。例えば、1919年に出版されたジョージ・W・キャリー医師の著書『人間の生命の化学』には、「健康は血液中の適切な量のリン酸鉄Fe₃(PO₄)₂に依存する。_なぜなら、_この塩_の分子は酸素に対する化学的親和性を持ち、酸素を生物のあらゆる部分に運ぶからである」と記されています。このような古い文脈では、化学的親和性は「磁気引力」と同義語として使われることもあります。1925年頃までの多くの文献では、「化学的親和性の法則」という表現も用いられています。

イリヤ・プリゴジンは親和性の概念を次のように要約した。「すべての化学反応は、反応の親和性が消失する平衡状態へと系を導く。」

現在のIUPACの定義では、親和性Aは、一定圧力および一定温度における反応の進行度ξに関するギブズ自由エネルギーGの負の偏微分である。^{[ 12 ]}つまり、

${\displaystyle A=-\left({\frac {\partial G}{\partial \xi }}\right)_{P,T}.}$

したがって、自発的な反応においては親和性は正の値となる。

1923年、ベルギーの数学者で物理学者のテオフィル・ド・ドンデールは、化学反応の親和力とギブズ自由エネルギーの関係を導き出した。一連の導出を通して、ド・ドンデールは、化学反応の可能性のある化学種の混合物を考えると、次の関係が成り立つことを証明できることを示した。

${\displaystyle A=-\Delta _{r}G.\,}$

テオフィル・ド・ドンデールの著作を先例として、イリヤ・プリゴジンとデフェイは『化学熱力学』 （1954年）において、反応進行変数または反応度ξが無限小に増加するにつれて、補償されていない反応熱Q'の変化率を化学親和力と定義した。

${\displaystyle A={\frac {{\mathrm {d} }Q'}{{\mathrm {d} }\xi }}.\,}$

この定義は、平衡システム（ A = 0の場合）の状態と、非平衡システム（A ≠ 0 の場合）の状態変化の両方に関係する要因を定量化するのに役立ちます。

• 化学
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• アフィニティークロマトグラフィー
• アフィニティー電気泳動

• この記事には、現在パブリックドメインとなっている出版物からのテキストが含まれています。Chisholm , Hugh編 (1911). "化学親和性".ブリタニカ百科事典. 第 1 巻(第 11版). ケンブリッジ大学出版局. p. 301.     
• キム・ミギョン（2008）[2003]。『親和性、捉えどころのない夢：化学革命の系譜』。『変容：科学技術史研究』。マサチューセッツ州ケンブリッジ：MIT出版。ISBN 978-0262612234。
• マクエボイ、ジョン・G. (2010). 『化学革命の歴史記述：科学史における解釈のパターン』ロンドン：ピッカリング＆チャットー。ISBN 978-1848930308。

• ウィリアム・ウェウェル「化学的親和性の概念の確立と発展」科学思想史2:15ff。
• 化学親和性と絶対零度―ジェラール・デ・ゲールによる1920年ノーベル化学賞授賞式スピーチ