В химии химическая стабильность — это термодинамическая стабильность химической системы, в частности химического соединения или полимера . [1]
Термодинамическая устойчивость возникает, когда система находится в состоянии наименьшей энергии или в химическом равновесии с окружающей средой. Это может быть динамическое равновесие , в котором отдельные атомы или молекулы изменяют форму, но их общее число в определенной форме сохраняется . Этот тип химического термодинамического равновесия будет сохраняться неопределенно долго, если система не изменится. Химические системы могут претерпевать изменения в фазе вещества или в наборе химических реакций .
Состояние A считается более термодинамически стабильным, чем состояние B, если свободная энергия Гиббса перехода из A в B положительна.
Термодинамическая устойчивость относится к конкретной системе. Реакционная способность химического вещества — это описание того, как оно может реагировать в различных потенциальных химических системах, и, для данной системы, насколько быстро такая реакция может протекать.
Химические вещества или состояния могут сохраняться бесконечно долго, даже если они не находятся в самом низком энергетическом состоянии, если они испытывают метастабильность — состояние, которое стабильно только если не слишком сильно нарушено. Вещество (или состояние) также можно назвать «кинетически стабильным», если оно изменяется относительно медленно (и, таким образом, не находится в термодинамическом равновесии, но в любом случае наблюдается). Метастабильные и кинетически стабильные виды или системы не считаются по-настоящему стабильными в химии. Поэтому химики не должны использовать термин «химически стабильный» как синоним нереакционноспособного , поскольку он путает термодинамические и кинетические концепции. С другой стороны, высокохимически нестабильные виды имеют тенденцию подвергаться экзотермическим унимольным разложениям с высокой скоростью. Таким образом, высокая химическая нестабильность может иногда сопровождать унимольные разложения с высокой скоростью. [2]
В повседневном языке, а часто и в материаловедении , химическое вещество называется «стабильным», если оно не особенно реактивно в окружающей среде или при нормальном использовании и сохраняет свои полезные свойства в течение времени его ожидаемой полезности. В частности, полезность сохраняется в присутствии воздуха, влаги или тепла и при ожидаемых условиях применения. В этом смысле материал называется нестабильным, если он может корродировать, разлагаться, полимеризоваться, гореть или взрываться в условиях ожидаемого использования или нормальных условиях окружающей среды.