| English | 意味 |
|---|---|
| metastable/ˌmetəˈsteɪbl/ | 準安定状態 |
許容されているが必ずしも起こらない
- ダイヤモンドは石墨へとゆっくりと変化するはずだが、実際にはそう見えない。
- この反応は有利であるが、想像を絶するほど遅い。
- 許容されていることは一つの事柄であり、時間内に起こることは別の事柄である。
- 全ての反応を支配するのは、異なる2つの問いである。
起こるかどうかと、どれだけ速いか
- 熱力学（$\Delta G$）は、反応が起こるかどうかなどを問う。
- 动力学（活性化エネルギー）は、反応がどれだけ速いかを問う。
- 実用的な意義を持つためには、両方に対して良い答えが必要である。
どの物理量が反応の熱力学的適応性を示すか？
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$\Delta G$が適応性を決定し、活性化エネルギーが速度を決定する。
実用的に有用であるためには、反応は適応的かつ十分な速さであるべきである。
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熱力学と动力学は共に協働する必要がある。
有利なのに凍結している
- $\Delta G < 0$ であっても活性化エネルギーが非常に大きい反応は進行しません。
- これは有利であるにもかかわらず、実質的に全く起こらない。
- このような閉じ込められた状態をメタ安定という。
$\Delta G < 0$を持つ反応でも、観測できるほど遅すぎる場合がある。
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大きな活性化エネルギーは、適応的な反応を遅くする。
適応的だが動力学的に閉じ込められた状態を____という。
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亜安定とは、適応的ではあるが事実上凍結していることを意味する。
动力学の補助
- 触媒は活性化エネルギーを下げ、遅い反応を可能にする。
- 熱力学ではなく、動力学を変化させる。
- $\Delta G$ は変わらないが、反応が実際に進行するようになる。
熱力学か动力学か？
各考え方を、自由エネルギーによって決まるものか、速度によって決まるものかに分類せよ。
触媒は反応の…を変える
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触媒は障壁を下げるが、$\Delta G$は変化しない。
ダイヤモンドがグラファイトに変化するには $\Delta G < 0$ がある。なぜこれは起こらないのか？
- 活性化エネルギーが非常に大きいからだ。
- 動学的に閉じ込められているため、ダイヤモンドは準安定である。
グラファイトへの転換が適応的であるにもかかわらず、ダイヤモンドが残存するのは、それが…だからである
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巨大な活性化エネルギーがダイヤモンドを亜安定状態に閉じ込めている。
熱力学的な有利性（$\Delta G < 0$）は、反応が観測可能であることを保証しない——大きな活性化エネルギーにより、反応は計測不可能なほど遅くなる可能性がある。触媒は速度（動力学）を変え、$\Delta G$（熱力学）は変えない。「準安定」とは、熱力的には有利だが動学的に閉じ込められた状態を意味する。
熱力学（$\Delta G$）は反応がoccursかどうかを示し、動力学（活性化エネルギー）はどの程度速いかを示す。有利な反応でも、大きな障壁によって凍結されることがある——ダイヤモンドのような準安定状態がそれである。触媒は動力学を開くが、$\Delta G$ は変えない。