第4章 自由エネルギーと変化 （化学熱力学入門）

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1 第4章 自由エネルギーと変化 （化学熱力学入門）
液体や固体などの原子や分子の集合体は莫大な数の粒子からできている（2）ので、エントロピー効果を考慮する必要がある。エントロピーや自由エネルギーという概念を使って集合体を熱力学的に考察することができる。また、第2章で考察した粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相互作用）に基づいて原子・分子の観点から、熱力学的考察を説明することができる。（この講義の目的は原子・分子のレベルで化学現象を考察することができるようになること。） 液体や固体の物性を考察するときは、気体と比較して、粒子間の相互作用が非常に重要になってくる。例えば、超伝導という現象は電子が集団として示す量子力学的性質によるものである。N 個の粒子の集合体（液体、固体など）の性質は、単に1個の粒子をN 倍したものではない。N 個の粒子が集まることによって、そこに全く新しい性質が生まれる。それは粒子間に相互作用があるから。

2 7b. 原子や分子の集合体が示す構造・性質は、熱力学データによって、マクロなレベルで理解することができる。更にこの熱力学データに基づいて原子・分子のレベルから考察することができる。このとき、粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相互作用）を正しく評価することが重要である。 4･1 物質の三態 4･1･1 物質の三態と相図 a 物質の三態 粒子間相互作用 分子（気体） 液体 固体(結晶) 共有結合 ○ × 共有結合結晶 イオン結合 △ イオン液体 イオン結晶 金属結合 × 金属液体 金属結晶 分子間相互作用 ○ (分子)液体 分子結晶 100％イオン結合の分子は存在しない。 分子化合物（電荷移動錯体、会合体）、クラスター

3 (1) 固体 固体は結晶と非晶質（アモルファス）に大別できる。 結晶はその凝集力に従って、四つの型に分類することができる。 （括弧内は凝集力） a イオン(性)結晶（イオン結合） b 共有結合(性)結晶（共有結合） c 金属結晶（金属結合） d 分子(性)結晶（van der Waals力） (2) 液体 液体はその凝集力によって次のように分類することができる。 a イオン性液体 （イオン結合） b 液体金属 （金属結合） c 分子性液体 （van der Waals力）

4 (3) 気体 理想気体とは巨視的（、熱力学的）には任意の条件下で気体の 状態方程式が成立する系であり、微視的には気体粒子間の相互作 用も、粒子自身の体積も無いと見なせるような粒子からなる系で ある。 これに対して、実際に存在している気体を実在気体という。 常温・常圧でほとんどの気体に状態方程式が成立する。→ 分子 間相互作用がほとんど無視できる、つまり、気体分子の個性がで ないから。 なぜ、気体には状態方程式があって、液体、固体にはないの か？→ 気体と違って分子間相互作用を無視できないから。物質の 個性がでるから。

5 (4) 物質の三態と粒子間相互作用 流体（気体＋液体）と固体：流体は自分の力でその形体を維持できない。 気体と凝集体（液体＋固体）：凝集体は粒子間相互作用が無視できない。 液体と固体の中間的性質を持つ液晶という状態がある。 莫大な数の物質が存在するのに、それらの凝集形態としては3種類（固体と流体のように考えれば2種類）しかない。 これは、凝集形態というのは粒子個々の性質によるものではなく、粒子が集合する、粒子の集団としての性質によるものだからである。 物質を構成する粒子間には相互作用が働き、その結果液体とか固体という凝集状態をとるわけであり、相互作用は結局どれも基本的には静電的なCoulomb力である。

6 b 相図 相：物質系において明確な境界（これを界面という）によって他 と区別され、その内部で状態の均一な部分で、他と熱力学的に 明確に区別される状態を相という。温度や圧力を変化させたと き、物質の状態が明確に異なるとき、それらは異なる相である。 同じ固体の状態にあっても結晶構造が異なる場合は、それらは お互いに異なる相である。同素体 相平衡：物質系がいくつかの相に分かれて熱平衡状態にあること をいう。 相図で相の境界を示す曲線は2相の平衡曲線で、この曲線上では2 相が平衡共存している（＝相平衡にある）。レジメp.25、スラ イド7 図6･2参照。 蒸気圧曲線、飽和蒸気圧 気化・・・蒸発（昇華）、沸騰 融点（凝固点）、沸点 三重点

7 図6･2

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9 ☆ 臨界状態と流体 全ての気体は、それぞれに固有のある特定の温度（臨界温度） 以上では、どんなに加圧しても液化しない。臨界温度において、 その気体を液化させるのに必要な最低の圧力を臨界圧という。 臨界温度、臨界圧、臨界密度を合わせて臨界定数という。 臨界温度以上では、試料は1相で容器全体を占める。この相は定義によって気体である。それゆえ、液相は臨界温度より高温では形成されない。酸素（臨界温度－119℃）や窒素（－147℃）は室温でいくら加圧しても液体にはならない。 液⇔気の移り変わりは、やり方次第では、連続的にも不連続的にも行うことができる。この点に関しては、液体と気体との本質的な違いはないといえる。→ 流体

10 4･1･2 相転移 相転移：適当な条件により（例えば、温度を変えたり、圧力を変えたりすることにより）、ある相から別の相へ系の状態が変化することをいう。気相、液相、固相の間の相転移の他にも、固相間転移（固相-固相転移、例：超伝導転移、磁気相転移）や液相間転移（液相-液相転移、例：液体ヘリウムの超流動転移）がある。 相分離：均一な相にある物質系の条件を変えたとき、系が二つの相に分離する現象をいう。多成分系では分離した二つの相では物質の組成が異なっている。 なぜ相転移が起こるのかを熱力学に基づいて説明してみよう。 8b. 閉じた系（定圧）では自由エネルギーG に基づいて化学現象を 考察する。自由エネルギーが減少する方向に自発変化する。熱 平衡状態では、自由エネルギー最小となっている。 8b2. 自由エネルギーG＝H－TS に基づいて考察するとき、エンタ ルピー効果とエントロピー効果について考える。

11 温度の変化に伴って起こる相転移を考える。 閉じた系（定圧）では8bより、任意の温度、圧力下で自由エネ ルギーG が一番低い相が実現する。 G＝H－TS エンタルピーHとエントロピーS には 固相＜液相＜気相 という大小関係がある。HとS自体はあまり温度変化しないので、 Gの温度変化は主にエントロピー項TSに起因する。したがって、 Gの温度変化は固相、液相、気相の順に大きくなる。 絶対零度ではエントロピー効果はゼロなので、Hの一番低い固相 がGの一番低い状態である。温度を上げると、温度変化の大きさが 異なるので、いつかは液相のGの方が固相のGより小さくなり、つ いには気相のGが一番低い状態になる。これが相転移である。レジ メp.25、スライド12図6･1参照。

12 図6･1

13 固体の融解 第3章で固体がなぜ融解するかを考察した。融解が起こるのは、原子や分子がランダムな熱運動を行うからである、つまりエントロピー効果によって融解が起こるというのが結論であった。 これを熱力学的に考察してみよう。固相と液相の自由エネル ギーを次のように書く。 G固＝H固－TS固、G液＝H液－TS液 いま、固体から液体への相転移を考えているので、 ΔH＝ H液－ H固＞0、 ΔS＝ S液－ S固＞0 ΔG ＝ G液－ G固＝ΔH－TΔS 融点T融点ではΔG ＝0 、融点より低い温度T低ではΔG ＞0、高い温度T高ではΔG ＜0なので、 ΔH＞T低ΔS → ΔH＝T融点ΔS → ΔH＜T高ΔS 固相 液相

14 ΔH＞T低ΔS → ΔH＝T融点ΔS → ΔH＜T高ΔS 固相 液相 ΔHやΔSが温度変化しないとき、自由エネルギーの温度変化は温度上昇に伴うエントロピー効果TSの相対的な増大による。 つまり、熱力学的考察からも、エントロピー効果によって融解が起こるという結論が得られる。 融解に伴うΔH の値は正であり、吸熱である（つまりエネルギー 的には不利である）。それにも関わらず氷が融けるのは、系のエ ントロピーがそれ以上に増大するからである。 8b. 閉じた系（定圧）では自由エネルギーG に基づいて化学現象を考察する。自由エネルギーが減少する方向に自発変化する。 8b2. 自由エネルギーG＝H－TS に基づいて考察するとき、エンタルピー効果とエントロピー効果について考える。

15 一般に任意の温度と圧力の下では、物質は自由エネルギーが一 番低い状態（相）にある。これを安定相と呼ぶ。 本来ならば、熱力学的に不安定な（＝自由エネルギーが高い） 相が速度論的な理由から安定に存在する例は多い。このような相 を準安定相という。 代表例としてはダイヤモンドとグラファイトがある。 このように準安定相と安定相が共存する現象を多形といい（単 体の場合は特に同素体という）、それぞれの結晶相を変態という。 CaCO3の方解石(カルサイト)、あられ石(アラゴナイト)、ファーテ ライトは多形の例である。

16 《化学実験・有機3：融点の測定》 融点測定は簡便な物質の同定法である。 しかし、融点が同じ物質を区別することはできない。未知の物質 と同じ融点を示す既知の物質があれば、それらの混合物の融点を 測定すること（混融試験）によって、未知物質が既知物質と同じ かどうかが分かる。 混合物の融点は純物質のときより必ず下がる。融点を測定するこ とにより純物質の純度をある程度見積もることもできる。

17 4･2 溶解 溶解は物理現象である。しかし、塩が水に溶ける現象は電離反応という化学反応と見なすこともできる。溶解の逆の現象－析出－が物理的な操作で行えるものを溶解と考える。 以下の現象は化学反応であって、溶解ではない。 ◎ AgClは水にほとんど溶けないが、アンモニア水に溶ける。 AgCl＋2NH3→[Ag(NH3)2]＋＋Cl- 《化学実験・分析化学1》 ◎ ヨウ素の単体I2は室温では紫黒色の固体（分子結晶）である。これは水にはほとんど溶けない。しかし、ヨウ化カリウム水溶液にはよく溶ける。 I2＋ KI → K+＋I3- ◎ 王水（硝酸と塩酸の1:3混合物）に金が溶ける。酸化されて、錯イオン（AuCl4 ＋, PtCl6 2 -など）が出来て安定化する。

18 ここでは、基本的に固体が液体に溶解する場合を考えることに する。 液体に固体や気体や液体を混ぜると、溶けたり溶けなかったり する。なぜ溶解度に差があるのか？なぜ飽和するのか？考えてみ よう。 熱力学的には自由エネルギーに基づいて説明される（8b）。 ΔsolG○＝－RT lnK (29) ここで、Kは溶解平衡の平衡定数で、この値が大きいほど溶解度も大きい。したがって、溶解度は溶解に伴う自由エネルギー変化ΔsolG○の値に依存する。ΔsolG○が大きな負の値であるほど、溶解度が大きくなる。逆に正の値であればほとんど溶けない。 では、なぜΔsolG○が正になったり負になったりするのか？微視的 観点から考察してみよう（7b）。

19 溶質の水和（一般的には溶媒和）は溶質分子が周囲の水分子 （溶媒分子）と結合し、粒子集団を作る現象である。溶媒和され ることによって、溶質どうしが再び結びつくことを妨げている。 溶質が安定に溶媒中に分散していられるのは、この溶媒和のおか げである。 例として塩析を考えてみよう。 タンパク質や親水性高分子などの親水コロイド溶液に多量の電 解質を加えると、分散質であるタンパク質等の溶解度が減少し沈 殿する現象を塩析という。 塩析は塩類の添加によって多量に生じたイオンがそれまでタン パク質等を安定化していた水分子（水和分子）を引きつけてしま うために、タンパク質等が安定に溶けていられなくなった結果で ある。 溶解における水和（溶媒和）の重要性を理解しよう。

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21 溶解という現象に限っていえば、一般に水和（溶媒和）はエネルギー的には（ΔH＜0）溶解を促進する働きを、エントロピー的には（ΔS＜0）抑制する働きをする。しかし、実際には、ΔH＞0、ΔS＞0になる場合もある。 ΔsolG ＝ΔsolH－TΔsolS (25) ΔsolG ＝－RT lnK (29) 溶解に伴う自由エネルギー変化ΔsolG 溶解に伴うエンタルピー変化ΔsolH 溶解に伴うエントロピー変化ΔsolS 溶解平衡定数K 8b2. 自由エネルギーG＝H－TS に基づいて考察するとき、エンタ ルピー効果とエントロピー効果について考える。 7b. 熱力学データに基づいて原子・分子のレベルから考察すること ができる。このとき、粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相 互作用）を正しく評価することが重要である。

22 これからしばらくは基本的に塩の水への溶解を考えることにする。 ΔsolH＜0、ΔsolS＜0の場合： 298 K ΔsolH(kJ mol-1) －TΔsolS(kJ mol-1) ΔsolG(kJ mol-1) CaSO4 － CuSO4 － － KにおけるCaSO4とCuSO4のΔsolSはほぼ同じ値をとる。これ に対して、ΔsolHは大きく異なっている。その結果、CaSO4と CuSO4のΔsolGは、前者が正で溶けにくいのに対して、後者は負 で溶けやすい。 これはエンタルピー効果によって溶解度に差が生じる例である。 熱力学データによりなぜ溶解度に差があるのかが分かる。

23 ΔsolH＞0、ΔsolS＞0の場合：吸熱 298 K ΔsolH(kJ mol-1) ΔsolS(J K-1 mol-1) ΔsolG(kJ mol-1) NaCl －2.1 CaF2 6.3 － NaClは5 mol dm-3以上水に溶けるのに、CaF2は0.001 mol dm-3以下 である。これはなぜか？ 静電相互作用(3)に基づいて考察する。 3. Coulomb力の大きさF は、電荷を持っている粒子の大きさ、電荷量q、電荷間の距離r、電荷が存在する場所の誘電率 ε に依存する。 F ＝q1 q2 /(4πεr2) 小さなF-と高い電荷を持つCa2+は周りの水分子とCoulomb相互作 用により固く結びついて、 CaF2では秩序の高い配列（水和層） を作り出す。一方、Cl-の大きな寸法とNa+の低い電荷のために NaClではこのエントロピー効果はずっと弱い。そのため、NaCl ではΔsolSが正になる。 主として静電相互作用のためにイオンに水分子が一定の配向をとって結合し(第一)水和層を作る。水和層にある水分子はバルクの水に比べ秩序性が高いので、エントロピーは減少する。

24 これはエントロピー効果によって溶解度に差が生じる例である。 上記の例のように、熱力学的データがあれば、それに基づいてミクロな観点から定性的に考察できる（7b）。 Coulombの法則に基づいて、多くの化学現象を理解することができる。 8b. 閉じた系（定圧）では自由エネルギーG に基づいて化学現象を考察する。自由エネルギーが減少する方向に自発変化する。 8b2. 自由エネルギーG＝H－TS に基づいて考察するとき、エンタルピー効果とエントロピー効果について考える。 この例からも分かるように、溶解度の違いはエンタルピー効果だけでは説明できない。エントロピー効果も重要である。

25 エンタルピー効果のみに注目して考察してみる。 HCl(g) → H+(g) ＋ Cl-(g) ΔH ＝ 1385 kJ mol-１ HCl(g) → H+(aq) ＋ Cl-(aq) ΔsolH ＝ －75.14 kJ mol-１ NaCl(s) → Na+(g) ＋ Cl-(g) ΔLH ＝ 787 kJ mol-１ NaCl(s) → Na+(aq) ＋ Cl-(aq) ΔsolH ＝ 3.89 kJ mol-１ 溶媒和した状態では、誘電率が大きい溶媒（＝極性溶媒）ほど、 溶質であるイオン間のCoulomb相互作用を弱めることができる (＝溶媒中でイオンに電離した状態を安定化できる) 。 HClやNaClが水中で容易に孤立したイオンに解離できたのは、真空中と比較して、有極性の水分子中では陽イオンと陰イオンのCoulomb相互作用が弱められるためである。 ①極性分子は極性溶媒によく溶ける。 3. Coulomb力の大きさF は、電荷を持っている粒子の大きさ、電荷量q、電荷間の距離r、電荷が存在する場所の誘電率 ε に依存する。 F ＝q1 q2 /(4πεr2)

26 ②極性分子は無極性溶媒に溶けにくい。誘電率の小さい溶媒（＝ 無極性溶媒）、例えばベンゼン(比誘電率2. 274)、トルエン (2
②極性分子は無極性溶媒に溶けにくい。誘電率の小さい溶媒（＝ 無極性溶媒）、例えばベンゼン(比誘電率2.274)、トルエン (2.379)、四塩化炭素(2.228)等の有機溶媒に塩はほとんど溶けな い。 ③無極性分子は無極性溶媒によく溶ける。無極性分子どうしは分子間力（分散力）によって引き合うからである。 ④無極性分子は極性溶媒に溶けにくい。実は無極性分子と極性溶 媒分子の間にもかなり強い引力的相互作用が働いている。それ でも溶け合うことがないのは、極性溶媒分子どうしの相互作用 の方が極性分子と無極性分子間の相互作用よりも強いためであ る。無極性分子と極性分子を混ぜると、極性分子は極性分子ど うし集まってしまい、無極性分子が入り込めないのである。 溶媒が溶質を溶かすためには、エンタルピー効果の観点からは、溶媒分子どうしの引き合う力と、溶媒－溶質分子間の引き合う力が同程度でなければならないということになる。

27 なぜ飽和するのか？いま考えている温度と圧力の下では、溶質は気体あるいは固体の状態が安定な状態で、液体状態は不安定な状態である。その溶質を増やしていく極限を考えれば、いつまでも無制限に溶質が液相に分散することなどあり得ないことが分かる。 エンタルピーの観点から、次のような見積もりが考えられる。NaClの水への溶解度は25℃のとき、質量モル濃度で6.49である。このときNaClと水分子の割合は、6.49：55.55＝1：8.56となり、水に溶けたNaClは完全電離しているので、各Na+とCl-の周りに水分子が合わせて8.56個ある。イオンの大きさから考えて、水がその周りをうまく取り囲むための水分子の最低個数は9個程度であり、NaCl飽和溶液ではNaCl一つあたりの水分子の数がこの値に近くなっている。これ以上イオンが増えると、水和水分子が足りなくなるので、エネルギーの安定化が不十分になる（あるいはイオンどうしの再結合を妨げることができなくなる）と思われる。

28 4･3 化学反応 4･3･1 気相反応（レジメp.25、スライド29図5.20）
4･3 化学反応 4･3･1 気相反応（レジメp.25、スライド29図5.20） 結合反応（反応によって分子数が減少する）：ΔS＜0、ΔH＜0 独立に運動していた分子が、結合することによって一緒に行動しなければならなくなるので、並進の自由度が減少するが、その分振動の自由度は増大する。反応の前後で原子の数は変わらないので、全自由度の数は変わらない。並進運動のエネルギー準位の間隔は非常に小さいので、利用可能な量子状態は非常に多いが、振動運動のエネルギー間隔は非常に大きいので、振動状態はほとんど基底状態しか利用できない。その結果、反応が進行すると、微視的状態の数Wは大きく減少し、エントロピーも減少する。 図から分かるように、ΔSが負で、ΔHも負になっている。従って 、反応を駆動するのはエンタルピー効果である。低温ほどエント ロピー項の寄与が小さいので、低温ほど反応が進みやすい。 S＝kBlnW ΔG＝ΔH－TΔS

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30 (b) 再結合反応、置換反応（反応によって分子数が変化しない）：ΔS～0、ΔH＜0 エントロピー変化ΔSは僅かである。この場合、ΔHが負(＝発熱反応)であれば、反応が進む。 (c) 分解反応（反応によって分子数が増加する）：ΔS＞0、ΔH＞0 分子数が増加するのでΔSは正で、ΔHも正になっている。従って、ΔSの寄与により反応が進行する。高温ほどエントロピー効果は大きいので、高温ほど反応が起こりやすい。 ΔG＝ΔH－TΔS 熱力学データによりなぜ反応が起こるのか（、起こらないのか）が分かる。 熱力学的データがあれば、それに基づいてミクロな観点から定性的に考察できる（7b）

31 4･3･2 液相反応（レジメp.25表6･4） 溶媒和効果は溶液中の化学反応の収率に重大な影響を及ぼす。 反応を行わせるのに重要な決め手となるものの一つは適切な溶媒 の選択である。例えば、水は反応にイオンが関与するときに溶媒 として適しているが、決して万能ではない。 溶液中で反応が進むかどうかを決定するのにイオンの溶媒和エ ントロピーが重要であることが多く、時には支配的な効果を持つ こともある。 ここでは水溶液中のイオンが関与する化学反応を見てみよう。 溶媒和、溶媒が水の場合は水和という。溶解現象における水和の重要性を指摘した（スライド19）。

32 (ⅰ) ΔH が正(吸熱反応) ：エントロピー効果により反応が進行する。 小さなF-は、大きなHF2-より水を強く引きつけて（＝水和して）安定化しているので、反応の進行に伴ってHF2-が増えると、エネルギーが高くなりΔH は正になる。 反応に伴って粒子数が減少するけれど、ΔSは正である。小さなF-の周りの水和構造は、大きなHF2-のそれよりも整然としている；つまりエントロピーが小さい；従って、反応が進行してF-が減少するにつれて系はより乱雑になるのでΔS は正になる。 ΔH /kcal mol-１ ΔS /cal mol-１ ΔG/kcal mol-１ HF(aq)＋F-(aq) → HF2-(aq) ＋0.7 ＋4.2 － Coulomb力の大きさF は、電荷を持っている粒子の大きさ、電荷量q、電荷間の距離r、電荷が存在する場所の誘電率 ε に依存する。 F ＝q1 q2 /(4πεr2) Coulombの法則に基づいて、多くの化学現象を理解することができる。

33 (ⅱ) ΔHが負(発熱反応) ：エントロピー効果により反応が進行しない。 反応によってイオンが増えるので、水和によってエネルギー的に安定化する。反応に伴って粒子数が増大するが、ΔS は負である。反応によって生成する各イオンはそれぞれの周りに整然とした水和環境を作り出すためΔS は負になる。 ΔH /kcal mol-１ ΔS /cal mol-１ ΔG/kcal mol-１ HOCl(aq)＋OCl-(aq) －1.3 －6.3 ＋9.6 → H+(aq)＋Cl-(aq)＋ClO2-(aq) (ⅲ) ΔH が負(発熱反応) ：エンタルピー効果により反応が進行する。 反応によってイオンが生じるので、水和によってエネルギー的に安定化する。反応に伴って粒子数に変化はないが、中性分子からイオンが生じるので、ΔS が大きく負になる。 NH3(aq)＋HF(aq) －14.8 －24.0 －8.35 → NH4+(aq)＋F-(aq)

34 (ⅳ) ΔH とΔS の符号が反対：両方の効果で反応が進行する。 ΔH が負(発熱反応)。水は中性分子の方がエネルギー的に安定である。反応に伴って粒子数に変化はないが、イオンが中性分子に変化するので、ΔS が大きく正になる。 ΔH /kcal mol-１ ΔS /cal mol-１ ΔG/kcal mol-１ OH-(aq)＋H3O+(aq) → 2H2O (aq) －13.3 ＋19.3 －19.1 熱力学データによりなぜ反応が起こるのか（、起こらないのか）が分かる。 熱力学的データがあれば、それに基づいてミクロな観点から定性的に考察できる（7b）

35 第4章のまとめ 2. マクロな物質は莫大な数（Avogadro数個程度）のミクロな粒子から出来ている。そして、そのミクロな粒子（原子や分子）は不規則な運動－熱運動－をしている。 化学現象をミクロのレベルから考察するためには、原子や分子の性質を理解し、粒子間の相互作用を正しく評価することが基本である。 例えば、超伝導という現象は電子が集団として示す量子力学的性質によるものである。N 個の粒子の集合体（液体、固体など）の性質は、単に1個の粒子をN 倍したものではない。N 個の粒子が集まることによって、そこに全く新しい性質が生まれる。それは粒子間に相互作用があるから。 7b. 原子や分子の集合体が示す構造・性質は、熱力学データによって、マクロなレベルで理解することができる。更にこの熱力学データに基づいて原子・分子のレベルから考察することができる。このとき、粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相互作用）を正しく評価することが重要である。

36 8b. 閉じた系（定圧）では自由エネルギーGに基づいて化学現象を考察する。自由エネルギーが減少する方向に自発変化する。熱平衡状態では、自由エネルギー最小となっている。 8b2. 自由エネルギーG＝H－TSに基づいて考察するとき、エンタルピー効果とエントロピー効果について考える。 相転移：エントロピー効果によって融解・蒸発が起こる。 溶解：溶解における水和（溶媒和）の重要性を理解しよう。 溶解度の違いはエンタルピー効果だけでは説明できない。エントロピー効果も重要である。 熱力学データによりなぜ溶解度に差があるのかが分かる。 7b. 原子や分子の集合体が示す構造・性質は、熱力学データによって、マクロなレベルで理解することができる。更にこの熱力学データに基づいて原子・分子のレベルから考察することができる。このとき、粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相互作用）を正しく評価することが重要である。

37 化学反応：溶媒和効果は溶液中の化学反応の収率に重大な影響を 及ぼす。 溶液中で反応が進むかどうかを決定するのにイオンの溶媒和エントロピーが重要であることが多く、時には支配的な効果を持つこともある。 熱力学データによりなぜ反応が起こるのか（、起こらないのか）が分かる。 Coulombの法則に基づいて、多くの化学現象を理解することができ る。 7b. 原子や分子の集合体が示す構造・性質は、熱力学データによって、マクロなレベルで理解することができる。更にこの熱力学データに基づいて原子・分子のレベルから考察することができる。このとき、粒子間の相互作用（化学結合力と分子間相互作用）を正しく評価することが重要である。