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温度を上げると、活性化エネルギーよりも運動エネルギーが大きくなって、反応速度が速くなるらしいのですが、これは熱運動的に考えてよいのでしょうか。また、化学反応に必要なのは活性化エネルギーに限らず、化学エネルギーならざなんでも良いのでしょうか。

A 回答 (1件)

>必要なのは活性化エネルギー


これは誤解で、活性化エネルギーとは特定の反応を起すために必要な「障害」の大きさのことです。だから反応を起すには小さい方が良いに決っている。これを小さくする方法が触媒です。
逆にこれを無理やり大きくして通常不安定な化合物を安定に取り出す方法もあります。一般に化合物が安定に存在するには「熱力学的安定」と「速度論的安定」の両者があります。
活性化エネルギーは速度論を制御する唯一の要素で、付加的に濃度が加わります、後者ですが誰が考えても衝突回数が大きければ反応は早くなるでしょう。
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これを使えば、水(H2O)の分子量は
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希ガスの ヘリウムHe、ネオンNe が今現在、それらの元素を含む化合物が発見されていません。
18族の希ガス元素は、化合物を作らず、気体でも単原子分子となることから、昔は不活性ガスと言われていたのですが、
18族の周期表の下の方、RnやXe,Kr辺りはフッ素などと化合物を作ることが知られていました、2000年にアルゴンArのフッ素などとの化合物が見つかりました。
しかし、He、Neは未発見ですし、閉殻構造が強いため、難しいような気がします。

化学ではなく物理の世界になるのですが、
周期表でプルトニウムPuまでは自然界に存在している元素(昔はウランUまでと言われていた)です。
しかしその次のアメリシウム以降の元素は核爆発であったり、粒子加速器であったり、を使用して人工的に作り出された元素です。
そしてその元素は原子番号が大きくなるほど不安定になっていきます。

たとえば原子番号113のニホニウムNhは、粒子加速器を使い亜鉛ZnとビスマスBiを衝突させることにより作ることができましたが安定同位体が無いため、
確認されている286Nhは20秒の半減期しかありません。
287Nhは予想では約20分の半減期を持つとされていますが、未確認です。

このように粒子加速器を使い、原子番号の大きな元素を作り出す研究は主要国で行われていますが118のオガネソンOgまでが発見されたとされています、
それ以降のものも予想がされていたり、原子番号が大きくても、比較的安定元素かも?というものがあるのですが、まだ未確認です。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%AA%E7%99%BA%E8%A6%8B%E5%85%83%E7%B4%A0%E3%81%AE%E4%B8%80%E8%A6%A7

周期表に載る元素と異なるエキゾチック原子というものも存在しています。
反陽子と陽電子からなる 反水素、
陽電子と電子が、電気的に結びついているポジトロニウム
陽子と反陽子が安定的な位置あるプロトニウム 
等で、いくつかは粒子加速器を使い実際に合成されています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%95%B0%E7%A8%AE%E5%8E%9F%E5%AD%90

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