化学的安定性

化学において、化学的安定性とは、化学系、特に化合物やポリマーの熱力学的安定性のことである。^[1]

熱力学的安定性は、システムが最低エネルギー状態にあるとき、または環境と化学平衡にあるときに発生します。これは、個々の原子または分子が形を変える動的平衡である可能性がありますが、特定の形でのそれらの総数は保存されます。このタイプの化学熱力学的平衡は、システムが変更されない限り、無期限に持続します。化学システムは、物質の相の変化または一連の化学反応を経験する場合があります。

状態 Aから状態 B への変化の ギブス自由エネルギーが正の場合、状態 A は状態 B よりも熱力学的に安定していると言われます。

熱力学的安定性は特定のシステムに適用されます。化学物質の反応性は、さまざまな潜在的な化学システムでどのように反応するか、また特定のシステムでは、そのような反応がどのくらいの速さで進行するかを記述したものです。

化学物質または状態は、準安定状態（あまり乱されない場合にのみ安定する状態）を経験すると、最低エネルギー状態でなくても無期限に持続することがあります。物質（または状態）は、比較的ゆっくりと変化している場合（したがって熱力学的平衡ではないが、とにかく観察される場合）、「運動学的に持続する」とも呼ばれます。準安定および運動学的に持続する種またはシステムは、化学では真に安定しているとは見なされません。したがって、化学者は化学的に安定という用語を非反応性の同義語として使用すべきではありません。これは、熱力学的概念と運動論的概念を混同するからです。一方、化学的に非常に不安定な種は、高速度で発熱性の単モル分解を起こす傾向があります。したがって、高い化学的不安定性は、高速度での単モル分解と並行する場合があります。^[2]

日常用語、そして多くの場合材料科学では、化学物質が「安定」しているとは、環境中または通常の使用中に特に反応せず、期待される有用性のタイムスケールで有用な特性を保持する場合です。特に、有用性は、空気、湿気、または熱の存在下、および予想される適用条件下で保持されます。この意味で、予想される使用条件または通常の環境条件下で腐食、分解、重合、燃焼、または爆発する可能性がある材料は不安定であると言われます。