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 с различными потенциальными химическими системами 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 подвергаться коррозии, разложению, полимеризации, горению или взрыву в условиях предполагаемого использования или нормальных условиях окружающей среды.