有機化學啟迪173
徐弘毅：
1. 散熱反應，並不是反應物「系統」直接釋放熱能到「周遭」，然後就變成產物。而是先從周遭獲得一些能量，鬆動反應物的化學鍵，並且形成跟產物一樣、但若隱若現的弱化學鍵，這種轉換期，稱為「過渡狀態」。
2. 吸熱反應，也不是分子一從周遭吸收到「反應物」與「產物」之間的能量差（ΔH°），就轉換成產物。實際上，要吸收更多的能量才行，因為鬆動化學鍵，或者形成新的化學鍵都需要額外的能量；啟動反應必須添加的額外能量，稱為「活化能」。
3. 「過渡狀態」是參與反應的化合物，在反應過程中的「最高能量」狀態。過渡狀態是能量最大值，它非常不穩定，出現的時間非常短暫。
4. 「過渡狀態」是反應過程的「最高能量」，意思是組成分子的每個原子，它們各自的擺動、震動、旋轉運動最活潑，而原子之間的化學鍵強度最弱，化學鍵很容易瓦解，也很容易因為原子活潑的運動，彼此靠近，產生新的鍵結。
5. 「過渡狀態」是反應過程的「最高能量」，這是分子「系統」與「周遭」比較出來的結果。
6. 分子處在「最高能量」，分子「系統的能量釋放到周遭」的速度，比「能量從周遭進入系統」快；分子處在「最低能量」，分子「系統的能量釋放到周遭」的速度，比「能量從周遭進入系統」慢。
7. 「過渡狀態」是反應過程中的「最高能量」，分子系統非常容易流失能量到周遭環境，當然會影響鍵能，由於鍵能瞬間就流失了，因此，過渡狀態中所有的化學鍵都不穩定。這就是為什麼「過渡狀態」出現的時間非常短暫。
8. 散熱反應的最低能量是產物，吸熱反應最低能量是反應物。所以，如果周遭溫度不高，無法提供太多能量給分子系統，散熱反應的過渡狀態應該會變成產物，吸熱反應的過渡狀態變成反應物比較自然。
9. 但是，如果周遭環境溫度很高、提供很多能量，吸熱反應的過渡狀態就會比較容易變成產物，散熱反應的過渡狀態也會比較容易變成反應物。反應的「過渡狀態」追求次低能量，而不是最低能量，合理嗎？
10. 所有分子都追求最低能量的目的是：維持系統「穩定」。而系統穩不穩定，是系統與周遭比較的結果。
11. 當周遭溫度高，源源不絕地灌注能量進入分子系統時，每個原子都變得很活潑，拚命地擺動、旋轉、震動，這種情況下，分子系統要維持最低能量是比較困難的，次低能量才是比較穩定的狀態。
12. 什麼是焓 /熱含量？就是儲存在分子的化學鍵的能量。
13. 一個化合物，要變成另一種新的化合物，需要周遭環境的外力，把它原本的化學鍵打斷，然後，再用外力接起新的化學鍵。這好像在玩樂高積木，小朋友想組合新的東西，要把積木零件拔開，然後再組合起來。
14. 用「乙烯」變成「乙烷」的「加氫反應」來說，周遭的外必須打斷「乙烯」的「C＝C」雙鍵，和「氫氣H2」的「H－H」單鍵，這要從周遭輸入能量146+104=250kcal/mol的熱含量。
15. 然後，要把打斷化學鍵的原子重組，周遭的外力必須固定「乙烷」的1個「C－C」單鍵，銜接2個「C－H」單鍵，這要從這要從周遭輸入能量 83+（99×2）＝281 kcal/mol的熱含量。
16. 周遭外力輸入的熱含量，用來組成反應後的產物，比瓦解反應前反應物，多31 kcal/mol。代表反應之後的產物更穩定31 kcal/mol。
17. 分子從反應物變為產物過程中，從周遭吸收更多能量，這不是吸熱嗎？為什麼是散熱反應？
18. 散熱或吸熱，不能只從周遭流入的能量來判斷。依據能量守恆定律，周遭外力流入系統，打斷或鍵結分子系統的化學鍵時，化學鍵也會釋放相等的能量到周遭，流入的能量等於流出的能量，二者互相抵銷；所以，周遭流入的能量，或系統流失的能量，並不是造成反應散熱或吸熱直接原因。
19. 散熱或吸熱的主要原因，是流進流出的能量，在破壞或重組化合物的時候，轉換成熱能。也就是，焓變化在比較破壞反應物的摩擦熱，跟組合產物的摩擦熱，哪一種比較高？
20. 舉例來說，「乙烯」變成「乙烷」的「加氫反應」，反應物的系統與周遭能量差250kcal/mol，它的溫度就是由250kcal/mol的熱能所創造的，產物的系統與周遭能量差281 kcal/mol，它的溫度由281 kcal/mol的熱能創造。
21. 反應前後相比的結果，反應後溫度上升了，上升的溫度由二者的差距31 kcal/mol的熱能所創造的，這就是我們觀察到的散熱。
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