Химическите реакции разрушават съществуващите молекулярни химически връзки и в резултат се образуват нови връзки. Типичните химични реакции включват изгаряне, намаляване и утаяване. По време на тези химични реакции оригиналните молекули се разпадат и образуват нови връзки, за да произведат различни материали. Понякога е достатъчно да се съберат две вещества, за да започне химична реакция, но често се изисква външен стимул като нагряване на веществата. Всяка химическа реакция е сложно взаимодействие на молекулярното привличане, енергийните нива и външните влияния.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Химичните реакции създават и разрушават химическите връзки между молекулите, което води до нови материали като продукти на химическата реакция. Химичните реакции могат да възникнат спонтанно или да изискват външен задействащ механизъм, като например въвеждане на енергия. Разрушаването на химическите връзки абсорбира енергия, докато създаването на нови връзки освобождава енергия, като цялостната химическа реакция е ендотермична или екзотермична.
Химични връзки и нива на енергия
Основата на всички химични реакции е разкъсването на връзките или разлагането и създаването на връзки или синтеза. Разлагането изисква енергия, тъй като химическите връзки първоначално са стабилни и е необходима енергия, за да се разкъсат. Молекулите в връзката имат по-ниско енергийно ниво от свободните молекули; добавянето на енергия им позволява да се освободят.
Синтезът освобождава енергия, защото молекулите се свързват, за да образуват стабилна конфигурация и следователно се отказват от енергията. Свързаните молекули имат по-ниско енергийно ниво от свободните молекули и се задържат в новата връзка.
Цялостната химическа реакция, която разкъсва връзките и образува нови, може да бъде ендотермична (абсорбираща топлина) или екзотермична (освобождаване на топлина), в зависимост от това колко енергия се абсорбира и произвежда от разлагането и синтеза реакции. Някои реакции произвеждат топлина като цяло, докато други абсорбират топлина от заобикалящата ги среда или изискват добавяне на външна топлина, за да завършат реакцията. При нормални условия в стабилна среда химичната реакция се нуждае от външен стимул, за да започне.
Ендотермични реакции
Тъй като е необходима енергия за прекъсване на химическите връзки и започване на химични реакции, малко ендотермични реакции се случват сами по себе си. Процесът обикновено отнема енергия, за да започне реакцията и да я поддържа. Дори реакциите, които са екзотермични като цяло, може да се нуждаят от влагане на енергия в началото, за да разкъсат някои от връзките.
Реакциите на разлагане са прости ендотермични реакции и изискват влагане на енергия. Например, нагряването на живачен оксид произвежда живак и кислород. Ендотермичните реакции, които са по-сложни, могат да протичат, ако могат да използват топлина от заобикалящата ги среда. Например твърдите вещества бариев хидроксид и амониев хлорид реагират в ендотермична реакция при стайна температура, за да се получат бариев хлорид и амоняк при много по-студена температура. Реакцията отнема топлина от самите материали, техния контейнер и околния въздух.
Екзотермични реакции
Реакциите, които произвеждат излишък на топлина като цяло, са по-чести, защото са склонни да се самоподдържат. Реакциите на синтез произвеждат топлина, така че те не се нуждаят от външен източник на топлина, за да продължат. Например, добавянето на малко количество натрий към водата води до натриев хидроксид и водород в експлозивна екзотермична реакция. Реакцията започва спонтанно и продължава до изчерпване на един от реагентите. Обикновено произвежда толкова много топлина, че водородът изгаря с кислорода на въздуха, за да образува вода.
Сложните реакции, които разчитат както на скъсване, така и на образуване на химически връзки, често се нуждаят от външен енергиен източник, за да започнат, но след това се самоподдържат. Например, изгарянето на въглеводороди изисква източник на топлина за разкъсване на първите няколко връзки. Обикновено материалите, съдържащи въглеводороди, като дърво или мазут, се нуждаят от кибрит или искра, за да се разградят някои от връзките. След като започне образуването на нови връзки с производството на топлина, реакцията продължава, произвеждайки въглероден диоксид и водни пари.
Много често срещани индустриални и търговски процеси разчитат на химични реакции, особено екзотермични самоподдържащи се. Колко полезни са те и колко работа вършат, зависи от видовете материали, които реагират и химическите връзки, които се разрушават и реформират.