ماذا يحدث للروابط الكيميائية أثناء التفاعلات الكيميائية

أثناء التفاعلات الكيميائية ، تتفكك الروابط التي تربط الجزيئات معًا وتشكل روابط جديدة ، وتعيد ترتيب الذرات إلى مواد مختلفة. تتطلب كل رابطة كمية مميزة من الطاقة إما للكسر أو التكوين ؛ بدون هذه الطاقة ، لا يمكن أن يحدث التفاعل ، وتبقى المواد المتفاعلة كما كانت. عندما ينتهي التفاعل ، قد يكون قد أخذ الطاقة من البيئة المحيطة ، أو يضع المزيد من الطاقة فيه.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تكسر التفاعلات الكيميائية وتصلح الروابط التي تربط الجزيئات ببعضها البعض.

الروابط الكيميائية عبارة عن حزم من القوى الكهربائية التي تربط الذرات والجزيئات معًا. تتضمن الكيمياء عدة أنواع مختلفة من الروابط. على سبيل المثال ، تعتبر الرابطة الهيدروجينية عامل جذب ضعيف نسبيًا يشتمل على جزيء يحمل الهيدروجين ، مثل الماء. تمثل رابطة الهيدروجين شكل رقاقات الثلج وخصائص أخرى لجزيئات الماء. تتشكل الروابط التساهمية عندما تشترك الذرات في الإلكترونات ، وتكون التركيبة الناتجة أكثر استقرارًا كيميائيًا من الذرات في حد ذاتها. توجد الروابط المعدنية بين ذرات المعدن ، مثل النحاس في فلس واحد. تتحرك الإلكترونات في المعدن بسهولة بين الذرات ؛ وهذا يجعل المعادن موصلات جيدة للكهرباء والحرارة.

في جميع التفاعلات الكيميائية ، يتم الحفاظ على الطاقة ؛ لم يتم إنشاؤه ولم يتم تدميره ولكنه يأتي من الروابط الموجودة بالفعل أو البيئة. الحفاظ على الطاقة هو قانون راسخ للفيزياء والكيمياء. لكل تفاعل كيميائي ، يجب أن تأخذ في الاعتبار الطاقة الموجودة في البيئة ، وروابط المواد المتفاعلة ، وروابط المنتجات ، ودرجة حرارة المنتجات والبيئة. يجب أن تكون الطاقة الكلية الموجودة قبل التفاعل وبعده هي نفسها. على سبيل المثال ، عندما يحرق محرك السيارة البنزين ، فإن التفاعل يجمع بين البنزين والأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون ومنتجات أخرى. لا تولد الطاقة من الهواء الرقيق. يطلق الطاقة المخزنة في روابط الجزيئات في البنزين.

عندما تتعقب الطاقة في تفاعل كيميائي ، ستكتشف ما إذا كان التفاعل يطلق حرارة أو يستهلكها. في المثال السابق لحرق البنزين ، يطلق التفاعل الحرارة ويزيد درجة حرارة المناطق المحيطة به. التفاعلات الأخرى ، مثل إذابة ملح الطعام في الماء ، تستهلك الحرارة ، وبالتالي تنخفض درجة حرارة الماء قليلاً بعد ذوبان الملح. يطلق الكيميائيون على التفاعلات المنتجة للحرارة التفاعلات الطاردة للحرارة ، والتفاعلات المستهلكة للحرارة ماصة للحرارة. نظرًا لأن التفاعلات الماصة للحرارة تتطلب حرارة ، فلا يمكن أن تحدث ما لم تكن هناك حرارة كافية عند بدء التفاعل.

بعض التفاعلات ، حتى تلك الطاردة للحرارة ، تتطلب طاقة فقط للبدء. يطلق الكيميائيون على هذا اسم طاقة التنشيط. إنه مثل تلة الطاقة التي يجب أن تتسلقها الجزيئات قبل بدء التفاعل ؛ بعد أن يبدأ ، يصبح الانحدار أمرًا سهلاً. بالعودة إلى مثال حرق البنزين ، يجب على محرك السيارة أولاً أن يُحدث شرارة ؛ بدونها ، لن يحدث الكثير للبنزين. توفر الشرارة طاقة التنشيط للبنزين ليتحد مع الأكسجين.

المحفزات هي مواد كيميائية تقلل من طاقة التنشيط للتفاعل. البلاتين والمعادن المماثلة ، على سبيل المثال ، هي محفزات ممتازة. يحتوي المحول الحفاز في نظام عادم السيارة على محفز مثل البلاتين بداخله. عندما تمر غازات العادم من خلاله ، يزيد المحفز من التفاعلات الكيميائية في أول أكسيد الكربون الضار ومركبات النيتروجين ، مما يحولها إلى انبعاثات أكثر أمانًا. نظرًا لأن التفاعلات لا تستهلك عاملًا حفازًا ، يمكن للمحول الحفاز القيام بعمله لسنوات عديدة. في علم الأحياء ، الإنزيمات عبارة عن جزيئات تحفز التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية. تتناسب مع الجزيئات الأخرى بحيث يمكن أن تحدث التفاعلات بسهولة أكبر.