有機化學的基礎175
1. 自由能包括焓enthalphy(鍵結)和熵entropy(亂度)二個因素。
2. 焓/熱含量一直是化學反應中的重要因素，但是在有機反應，當產物的分子數與反應物的分子數不同時，熵的改變就變得很重要。我們將討論一些重要的反應範例來說明焓和熵的改變。
3. 【焓效應】當我們遇到一個新的反應，我們應該思考清楚，為什麼反應會往一個方向進行，而不是相反方向進行
4. 反應方向是熱力學決定的，反要朝向比較穩定的化合物變化。
5. 要鑑別一個簡單的化學反應，到底是A還是B比較穩定，可以比較反應物變成產物，相關化學鍵的鍵能改變。只要知道反應相關的化學鍵鍵能，計算熱含量（ΔH°）就容易了。
6. 如果「產物新形成的化學鍵」比「反應物打斷的化學鍵」強，反應就是散熱，因此，熱力學上較為有利。
7. 同樣的計算可用在多步驟的反應，因為只有初始物質(s)和最後產物(s)的相關能量（打斷與重新鍵結的化學鍵），能決定整個反應的熱力狀態。
8. 我們沒有辦法從這些（化學鍵鍵能）計算得知反應速率，主導反應速率的是過渡狀態的能量，而不是反應物的能量。
n 翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》
徐弘毅：
1. 化學反應，是物質的分子結構，因為能量改變而重組的現象。
2. 當不同的物質接觸在一起，系統之間存在相當的能量落差，就可能發生能量轉移，而使得原子重組成新的化合物。例如氧化還原反應，就是一種電子轉移的結果。
3. 不同系統的能量的落差，就像水位的落差一樣，會產生流動的現象。不過，分子的能量流動跟水有些不同，水的流動受到萬有引力的控制，但是，分子的世界是各自依據自己的質量、性質與運動，決定引力大小。
4. 驅動化學反應的能量稱為自由能G°，自由能由焓H°與亂度S°組成：ΔG°＝ΔH°－TΔS°
u 自由能G° ─ 系統的總能量。
u 熵（亂度）S°─ 質點的運動。
u 焓H° ─質點散發到空間中的能量。
5. 「系統」由「質點」與「空間」組成。物質世界存在著大大小小的系統，例如一杯水就是一個系統；水裡面的1顆水分子，是1個更小更小的獨立系統；組成水分子的1個原子，是比分子更小更小的獨立系統。
6. 「系統」中的所有能量，稱為自由能；分子或原子就是空間中的「質點」，它們都具有能量，「質點「的能量可為二類：亂度/熵與熱含量/焓。
7. 原子系統的「亂度」與「焓」：依據行星模型，原子系統如同太陽系，「亂度」是行星（電子）的運行與自轉，行星（電子）動力來源是太陽（原子核）的引力與斥力；
8. 「熱含量」是行星運動以外的空間中的所有能量，包括由「原子核」本身的質量，與它放射出來漫布在空間中的光、熱、電磁等等。
9. 如果太陽系失去1顆行星，剩餘的行星必須重新調整平衡，這會改變「亂度」，產生「熵變化ΔS°」，而太陽對走失這1顆行星的「引力」，會轉換成「熱能」，跟運動空間中的「熱含量」一起釋放出來，成為「焓變化ΔH°」。
10. 什麼樣的化學反應，會使原子失去1顆電子，造成類似太陽系失去1顆行星的情況呢？例如，氧化還原反應，就是某些原子身上的電子轉移走了，造成的化學反應；路易士酸鹼反應也是如此。
11. 分子系統的「亂度」與「焓」：原子之間的鍵結力，來自於原子全部的能量－自由能。
12. 分子系統中的「質點」是原子，如果不是處在「絕對晶體」的狀態，原子通常會微幅擺動、震動、旋轉，這就是「熵/亂度」。
13. 但是對那些化學反應前後分子數一樣的系統，原子的微幅運動，微不足道，所以，熵可以忽略；因此，原子的鍵結，可以看成是原子們以熱含量互相吸引的結果。
14. 什麼時候要注意「熵/亂度ΔS°」呢？
15. 化學反應前後分子數量不同時，亂度因素比較重要。
16. 反應前後分子數量不同，代表組成分子的原子在反應過程運動激烈，碰撞打斷或鍵結許多化學鍵，才會造成系統大破壞－可能是1個分子系統破壞成好個小系統，或好幾個小系統結合成1個大系統。
17. 為什麼「熵/亂度」因素要考慮溫度的影響呢－TΔS°？
18. 「溫度」所挾帶的「熱能」，會影響分子系統內的原子運動。周遭溫度高，不斷流入系統的能量很高，或者周遭溫度低，能量大量的流出分子系統，都會使原子運動速度改變。
19. 原子，一下子依據系統的引力大小，恢復自己的運動慣性，一下子又因為灌注或流失的能量，而增加或減低速度，來回變化。
20. F=ma 力＝質量×加速度，原子的加速度變化幅度大，自然使得亂度對自由能的影響力提高。
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