質問: 結合エネルギーについて 高校化学の参考書に「結合を形成すると安定化する」と書いてありました(発熱反応)。確かに、原子から分子への反応や、水和など多くが当てはまるのですが、二酸化炭素と水からグルコースを生成するときは吸熱であり、結合を形成しているのに不安定化しています。エネルギーを利用して結合を作っているので、これは当たり前かもしてませんが、「結合を形成すると安定化する」ということの矛盾はどう考えればよいのでしょうか? よろしくお願いします。
回答: 結合を作っていないものが結合を作れば、多くの場合、安定化します。 また、そもそも安定化しないのであれば結合を作らないといった方が正しいでしょう。このあたりは言葉遊びのごときものです。 それで、今回は結合の組み替えですので、それとは別の問題になります。 本題ですが、グルコースに点火すれば二酸化炭素と水になります。それは酸素とグルコースが共存する状態よりも燃えてしまった状態の方が安定だからです。 それではなぜ光合成が起こるかといえば、より不安定な方向に変化が進むために必要なエネルギーが外部から供給されるからです。すなわち、光合成というぐらいですから光が必要です。光はエネルギーですから、自然には進まない方向の反応を進めるのに利用できます。また、光合成を行うにあたって、葉っぱの内部ではさまざまな化学変化が起こっており、それによって生じるエネルギーもかかわってきます。つまり、二酸化炭素と水からグルコースが生じたという表面的なことのみに注目していたのでは説明できないということになります。