物理化学

可逆変化ではギブズエネルギーは変化せず、不可逆変化でギブズエネルギーは減少するというのが、自発的な変化の方向です。これは、あらゆる化学的、物理的変化にもいうことができます。例えば、氷のギブズエネルギーが水の値より大きくなったときに融解が起こるといった感じです。この記事では、そんなギブズエネルギー変化について、基本的なことをわかりやすくまとめてみました！

均一な組成をもつ閉鎖系、すなわち外界と物質のやり取りをしない系において、内部エネルギーの微小変化は、エントロピーと体積を変数とした関数の全微分として与えられます。また、そこからエンタルピーや自由エネルギーの基本式や各状態量の関係を表すマクスウェルの関係式を導くことができます。

ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギーは、変化の自発性を状態量だけで議論するために、便宜上定義された状態量です。また、系になされた仕事の最大値を示す量でもあります。この記事では、これら2つの自由エネルギーの意味について、わかりやすく解説しています！

レナード-ジョーンズポテンシャルは、斥力相互作用ポテンシャルが距離の-12乗、引力相互作用のポテンシャルが距離の-6乗に比例するとしたモデルで、分子動力学(MD)シミュレーションでよく見かけられます。この記事では、なぜその距離依存性になるのか、どんなことが無視されているのかというのを、丁寧に解説しています。ぜひ見てください！

熱力学第三法則は、絶対零度におけるエントロピーの値に関する法則です。本来、変化の自発性に関係するのは、あくまでエントロピーの変化量だけですが、この法則によりエントロピーの絶対値を決めることができます。

散逸の度合いを表す状態量であるエントロピーの変化量は、どのようにして求められるのでしょうか？この記事では、理想気体の等温変化、定圧変化、定積変化について、エントロピーの変化量の求め方を解説しています。また、熱の出入りがなくとも、混合によりエントロピーの増大が起こることも説明します。

変化の自発性を議論するために用いられるのは、あくまでエントロピーの変化です。しかし、統計による考察からエントロピーの絶対値を考えることができます。この記事では、エントロピーの統計的な定義となるボルツマンの式を導出します！

自然に起こる現象には方向性があり、無秩序、均一になるように変化していきます。これが熱力学第二法則です。この記事では、熱力学第二法則の具体例や表現方法、そしてエントロピーという新しい状態量の法則について、まとめました！

等エンタルピー変化により温度が変化する現象をジュール-トムソン効果と言います。エンタルピー一定条件の変化とはどういうもので、どのような温度の変化をするのか、わかりやすく解説しています。

ある分子が持っている対称要素の集合を考えると、化合物を分類することができるようになります。この記事では、そのやり方を実際の化合物例と共に見ていきます！

理想気体の場合は、モルあたりの内部エネルギーが温度によって決まります。しかし、一般的には、温度のほかにもう1つ変数が必要になります。ここでは、内部エネルギーが温度と体積の二変数関数であるとした場合に、考えられる3つのパラメータと、それらが熱容量とどのような関係になっているのかについて、解説しています。

高校でも習うヘスの法則ですが、そのときにエンタルピーという言葉は使われなかった人も多いと思います。この記事で、改めてヘスの法則を考えていきましょう。また、標準温度ではない場合に、反応エンタルピーはどのように温度依存性をもつのかについても、まとめています。

分子は、ある特定の動かし方をすることで、動かす前とぴったり重なってしまい、見かけ上は全く動かない操作を考えることができます。この記事では、そんな対称操作について、その種類と互いの関係をまとめました。

化学学生が突然出会う群論。そもそもの数学的な定義やなぜ習うのか、そんなモヤモヤを解決するために、この記事では群論の初歩の初歩について、丁寧に解説しています！

エンタルピーがなぜ安定性の指標として使えるのか？この記事では、反応エンタルピーの基本的な解説をして、そこを紐解いていきます。