В химии химическая стабильность — это термодинамическая стабильность химической системы. [1]
Термодинамическая стабильность возникает, когда система находится в состоянии с самой низкой энергией или в химическом равновесии с окружающей средой. Это может быть динамическое равновесие, при котором отдельные атомы или молекулы меняют форму, но их общее количество 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 ряде химических реакций .
Состояние A считается более термодинамически стабильным, чем состояние B, если свободная энергия Гиббса перехода от A к B положительна.
Термодинамическая стабильность относится к конкретной системе. Реакционная способность химического вещества — это описание того, как оно может реагировать на различные потенциальные химические системы и, для данной системы, насколько быстро может протекать такая реакция.
Химические вещества или состояния могут сохраняться неопределенно долго, даже если они не находятся в самом низком энергетическом состоянии, если они испытывают метастабильность — состояние, которое стабильно, только если его не слишком сильно нарушать. Вещество (или состояние) также можно назвать «кинетически стойким», если оно меняется относительно медленно (и, следовательно, не находится в термодинамическом равновесии, но все равно наблюдается). Метастабильные и кинетически стойкие виды или системы не считаются по-настоящему стабильными в химии. Следовательно, термин «химически стабильный» не должен использоваться химиками как синоним нереакционноспособного , поскольку он путает термодинамические и кинетические концепции. С другой стороны, химически нестабильные соединения имеют тенденцию подвергаться экзотермическому унимолярному разложению с высокими скоростями. Таким образом, высокая химическая нестабильность иногда может сопровождать унимолярный распад с высокими скоростями. [2]
На повседневном языке, а часто и в материаловедении , химическое вещество считается «стабильным», если оно не проявляет особой реакционной способности в окружающей среде или при нормальном использовании и сохраняет свои полезные свойства в течение срока его ожидаемой полезности. В частности, полезность сохраняется в присутствии воздуха, влаги или тепла, а также в ожидаемых условиях применения. В этом смысле материал считается нестабильным, если он может корродировать, разлагаться, полимеризоваться, гореть или взрываться в условиях предполагаемого использования или нормальных условиях окружающей среды.