ما الذي يحدد مقدار الطاقة الكيميائية التي تمتلكها المادة؟

الروابط التي تربط الجزيئات معًا تحتوي على الطاقة الكيميائية المتوفرة في المادة. ومع ذلك ، فإن التفاعل الكيميائي هو "رقصة" معقدة من الذرات والجزيئات. يمكن أن تنتج التفاعلات المختلفة لنفس المادة كميات متفاوتة من الطاقة ، بل إن بعض التفاعلات تستهلك طاقة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

الروابط التي تربط الجزيئات معًا تحتوي على الطاقة الكيميائية المتوفرة في المادة.

تتكون جميع الجزيئات من ذرات مرتبطة ببعضها البعض بحزم صغيرة من الطاقة. في الكيمياء ، تدرس أنواعًا عديدة من الروابط ، بعضها قوي وبعضها الآخر ضعيف. أقوى الروابط تحتوي على أكبر قدر من الطاقة ؛ الأضعف منهم لديهم أقل. على سبيل المثال ، تتشكل الروابط التساهمية القوية عندما تشترك الذرات في الإلكترونات ، مثلما يحدث عندما يتحد الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء. الروابط الأيونية بين الصوديوم والكلور في ملح الطعام أضعف من الروابط التساهمية. تربط الروابط الهيدروجينية جزيئات الماء المجاورة معًا لتكوين رقاقات ثلجية ؛ هذه الروابط هي من بين الأضعف.

لا يتم استخدام كل الطاقة الموجودة في كل رابطة في جزيء ما في تفاعل نموذجي. عندما تقيس الكيميائي الطاقة المنبعثة من تفاعل كيميائي ، فإنها تقيس مقدار الطاقة المنبعثة بعناية من كل مادة متفاعلة لديها ويسجل درجة الحرارة والضغط المحيط قبل وبعد تفاعل. أثناء حدوث التفاعل ، تنكسر بعض الروابط الكيميائية ، وبعضها لا يتأثر ، ويتشكل البعض الآخر. ما يهم هو صافي تغير الطاقة الذي تحصل عليه عند انتهاء التفاعل. إذا زادت الطاقة في الروابط الجزيئية إلى عدد أصغر في النهاية ، فعادةً ما يتم إطلاق الحرارة في البيئة. إذا كان العكس صحيحًا ، فإن التفاعل قد استهلك حرارة من البيئة.

تنتج بعض التفاعلات الكيميائية طاقة حرارية ، لكن البعض الآخر يأخذ الحرارة من البيئة. التفاعلات التي تنتج الحرارة هي طاردة للحرارة. تلك التي تستهلك الحرارة ماصة للحرارة. عندما تحرق جذوع الأشجار في مدفأة ، على سبيل المثال ، يتحد الكربون والهيدروجين الموجودان في الخشب مع الأكسجين الموجود في الهواء لإنتاج الحرارة وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. هذا هو الاحتراق ، تفاعل طارد للحرارة. عندما تذوب ملح الطعام في الماء ، تكون درجة الحرارة النهائية للمحلول أقل قليلاً مما كانت عليه في البداية ؛ هذا هو رد فعل ماص للحرارة.

اعتمادًا على الطاقة الكيميائية الموجودة في البيئة والمواد نفسها ، قد يبدأ التفاعل من تلقاء نفسه ، أو قد يحتاج إلى طاقة إضافية لبدء العملية. على سبيل المثال ، البنزين عبارة عن مزيج من الجزيئات التي تحتوي على الكثير من الطاقة ولكنها لا تشتعل من تلقاء نفسها. في ظل الظروف العادية ، يحتاجون إلى شرارة. يطلق الكيميائيون على التفاعلات التي تحتاج إلى طاقة إضافية غير تلقائية. ردود الفعل الأخرى ، مثل الانفجار الذي تحصل عليه من إلقاء معدن الصوديوم في الماء ، تحدث من تلقاء نفسها. يطلق الكيميائيون على هذا النوع من التفاعل عفوياً.