活性化エネルギーと化学反応のエネルギー変化

化学反応における「活性化エネルギー」とは、反応を始めるために必要なエネルギーのことです。反応物が化学変化を起こすためには、まずその分子間の結合を切るためにエネルギーを投入する必要があります。しかし、反応が進行する過程で得られるエネルギー（生成物の結合が形成されるときに放出されるエネルギー）が、活性化エネルギーを上回ると、最終的にエネルギーが放出され、反応が進むことになります。

活性化エネルギーとは？

活性化エネルギーは、化学反応を開始するために必要な最小限のエネルギーを指します。このエネルギーは、分子が衝突して反応する際に、分子間の結合を切るために必要なエネルギーであり、反応物がエネルギー障壁を越えるために必要です。例えば、ガスの分子が衝突して反応を起こすには、エネルギーが足りなければ反応は進行しません。

エネルギーの移動と反応の進行

質問者が言及したように、反応が進行するときにエネルギーが増えるのは、実際に反応物がエネルギーを得て、より高いエネルギー状態（遷移状態）に到達するためです。化学反応の最中で分子の結合が切れて、新たな結合が形成されますが、結合の切断にはエネルギーを消費し、結合の形成にはエネルギーが放出されます。反応が進む過程では、一時的にエネルギーが増加しますが、最終的にエネルギーが放出されることになります。

反応のエネルギー変化とその方向性

化学反応におけるエネルギーの変化は、反応が発熱反応か吸熱反応かによって異なります。発熱反応では、反応が進むにつれてエネルギーが放出され、全体的にはエネルギーが減少します。逆に吸熱反応では、反応が進むにつれてエネルギーが吸収され、最終的にはエネルギーが増加します。このように、反応の種類に応じてエネルギーの増減が異なります。

結合の切断と形成に必要なエネルギー

質問者が指摘したように、分子間の結合を切るためにはエネルギーを使います。これは結合を切るために必要なエネルギー、つまり「解離エネルギー」と呼ばれるものです。しかし、反応が進んで新しい結合が形成される際には、逆にエネルギーが放出されます。このエネルギーの放出量が、結合を切るために使ったエネルギーを上回れば、反応全体としてエネルギーが放出され、反応が進行します。

まとめ

活性化エネルギーとは、反応を開始するために必要なエネルギーであり、化学反応が進む過程でエネルギーが一時的に増えることがあります。分子間の結合を切るためのエネルギーを投入し、その後、新しい結合が形成される際にエネルギーが放出されることで、反応が進行します。反応物のエネルギーが生成物より高い場合、反応はエネルギーを放出して進行することになります。