ماذا يحدث عندما تنكسر الروابط الكيميائية وتتشكل روابط جديدة؟

تكسر التفاعلات الكيميائية الروابط الكيميائية الجزيئية الموجودة ، ونتيجة لذلك تتشكل روابط جديدة. تشمل التفاعلات الكيميائية النموذجية الاحتراق والاختزال والترسيب. خلال هذه التفاعلات الكيميائية ، تتفكك الجزيئات الأصلية وتشكل روابط جديدة لإنتاج مواد مختلفة. في بعض الأحيان ، يكفي جمع مادتين معًا لبدء تفاعل كيميائي ، ولكن غالبًا ما يلزم وجود محفز خارجي مثل تسخين المواد. كل تفاعل كيميائي هو تفاعل معقد من الجذب الجزيئي ومستويات الطاقة والتأثيرات الخارجية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

التفاعلات الكيميائية تصنع وتكسر الروابط الكيميائية بين الجزيئات ، مما ينتج عنه مواد جديدة كمنتجات للتفاعل الكيميائي. يمكن أن تحدث التفاعلات الكيميائية تلقائيًا أو تتطلب محفزًا خارجيًا مثل إدخال الطاقة. يؤدي تكسير الروابط الكيميائية إلى امتصاص الطاقة ، بينما يؤدي تكوين روابط جديدة إلى إطلاق الطاقة ، حيث يكون التفاعل الكيميائي العام ماصًا للحرارة أو طاردًا للحرارة.

أساس جميع التفاعلات الكيميائية هو كسر الروابط ، أو التحلل ، وخلق الروابط ، أو التخليق. يتطلب التحلل طاقة لأن الروابط الكيميائية مستقرة في البداية ، والطاقة مطلوبة لتفكيكها. الجزيئات في الرابطة لها مستوى طاقة أقل من الجزيئات الحرة ؛ إضافة الطاقة تسمح لهم بالتحرر.

يطلق التخليق الطاقة لأن الجزيئات تترابط لتشكل تكوينًا مستقرًا وبالتالي تتخلى عن الطاقة. تتمتع الجزيئات المرتبطة بمستوى طاقة أقل من الجزيئات الحرة ويتم الاحتفاظ بها في الرابطة الجديدة.

يمكن أن يكون التفاعل الكيميائي الشامل الذي يكسر الروابط ويشكل روابط جديدة ماصًا للحرارة (يمتص الحرارة) أو طاردًا للحرارة (إطلاق الحرارة) ، اعتمادًا على مقدار الطاقة الممتصة والتي ينتجها التحلل والتوليف تفاعلات. تنتج بعض التفاعلات حرارة بشكل عام ، بينما تمتص التفاعلات الأخرى الحرارة من محيطها أو تتطلب إضافة حرارة خارجية لإكمال التفاعل. في ظل الظروف العادية في محيط مستقر ، يحتاج التفاعل الكيميائي إلى محفز خارجي للبدء.

نظرًا لأن الأمر يتطلب طاقة لكسر الروابط الكيميائية وبدء التفاعلات الكيميائية ، فإن القليل من التفاعلات الماصة للحرارة تحدث من تلقاء نفسها. عادة ما تأخذ العملية مدخلات من الطاقة لبدء التفاعل والحفاظ عليه. حتى التفاعلات الطاردة للحرارة بشكل عام قد تحتاج إلى مدخلات من الطاقة في البداية لكسر بعض الروابط.

تفاعلات التحلل هي تفاعلات ماصة للحرارة وتتطلب مدخلات من الطاقة. على سبيل المثال ، ينتج عن تسخين أكسيد الزئبق الزئبق والأكسجين. يمكن أن تحدث تفاعلات ماصة للحرارة أكثر تعقيدًا إذا كان بإمكانهم استخدام الحرارة من محيطهم. على سبيل المثال ، تتفاعل المواد الصلبة هيدروكسيد الباريوم وكلوريد الأمونيوم في تفاعل ماص للحرارة عند درجة حرارة الغرفة لإنتاج كلوريد الباريوم والأمونيا عند درجة حرارة أكثر برودة. يأخذ التفاعل الحرارة من المواد نفسها وحاوياتها والهواء المحيط.

ردود الفعل التي تنتج فائضًا من الحرارة بشكل عام هي أكثر شيوعًا لأنها تميل إلى الاكتفاء الذاتي. تنتج تفاعلات التخليق حرارة ، لذا فهي لا تحتاج إلى مصدر حرارة خارجي للمضي قدمًا. على سبيل المثال ، تؤدي إضافة كمية صغيرة من الصوديوم إلى الماء إلى إنتاج هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين في تفاعل طارد للحرارة متفجر. يبدأ التفاعل تلقائيًا ويستمر حتى يتم استخدام أحد المواد المتفاعلة. عادة ما ينتج الكثير من الحرارة لدرجة أن الهيدروجين يحترق مع أكسجين الهواء لتكوين الماء.

غالبًا ما تحتاج التفاعلات المعقدة التي تعتمد على تكسير وتشكيل الروابط الكيميائية إلى مدخلات طاقة خارجية لتبدأ ولكنها تكون مستدامة ذاتيًا بعد ذلك. على سبيل المثال ، يتطلب احتراق الهيدروكربونات مصدر حرارة لكسر الروابط القليلة الأولى. عادةً ما تحتاج المواد التي تحتوي على هيدروكربونات ، مثل الخشب أو زيت الوقود ، إلى تطابق أو شرارة لتحلل بعض الروابط. بمجرد أن يبدأ تكوين روابط جديدة مع إنتاج الحرارة ، يستمر التفاعل ، مما ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

تعتمد العديد من العمليات الصناعية والتجارية الشائعة على التفاعلات الكيميائية ، وخاصة التفاعلات الباعثة للحرارة ذات الاكتفاء الذاتي. يعتمد مدى فائدتها ومقدار العمل الذي يقومون به على أنواع المواد التي تتفاعل والروابط الكيميائية التي تتكسر وتتشكل.