Връзките, които държат молекулите заедно, съдържат химическата енергия, налична в дадено вещество. Химичната реакция обаче е сложен „танц“ на атоми и молекули. Различните реакции с едно и също вещество могат да произведат различни количества енергия, а някои реакции дори консумират енергия.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Връзките, които държат молекулите заедно, съдържат химическата енергия, налична в дадено вещество.
Видове химически връзки
Всички молекули са изградени от атоми, които са свързани помежду си с малки снопове енергия. В химията изучавате много видове връзки, някои от които са силни, а други са слаби. Най-силните връзки съдържат най-много енергия; най-слабите имат най-малко. Например, силните ковалентни връзки се образуват, когато атомите споделят електрони, например когато водородът и кислородът се комбинират, за да образуват вода. Йонните връзки между натрий и хлор в трапезната сол са по-слаби от ковалентните връзки. Водородните връзки задържат съседни молекули на водата заедно, за да образуват снежинки; тези облигации са сред най-слабите.
Отчитане на енергията
Не цялата енергия във всяка връзка в молекулата се изразходва в типична реакция. Когато химик измерва енергията, отделяна от химична реакция, тя внимателно измерва колко от всеки реагент, който тя има и записва околната температура и налягане преди и след реакция. С протичането на реакцията някои химически връзки се разкъсват, някои не се влияят, а други се образуват. Важното е промяната на нетната енергия, която получавате, когато реакцията приключи. Ако енергията в молекулните връзки се добави към по-малък брой в края, топлината обикновено се отделя в околната среда. Ако обратното е вярно, реакцията е консумирала топлина от околната среда.
Екзотермичен vs. Ендотермични реакции
Някои химични реакции отделят топлинна енергия, но други отнемат топлина от околната среда. Реакциите, които произвеждат топлина, са екзотермични; тези, които консумират топлина, са ендотермични. Когато изгаряте дървени трупи в камина, например въглеродът и водородът в дървото се комбинират с кислород във въздуха, за да произвеждат топлина, въглероден диоксид и водни пари. Това е горене, екзотермична реакция. Когато разтваряте готварска сол във вода, крайната температура на разтвора е малко по-ниска от тази в началото; това е ендотермична реакция.
Спонтанен vs. Неспонтанни реакции
В зависимост от химическата енергия, присъстваща в околната среда, и от самите вещества, реакцията може да започне сама или може да се наложи допълнителна енергия, за да стартира процеса. Например бензинът е смес от молекули, които съдържат много енергия, но не се самозапалват. При нормални условия те се нуждаят от искра. Химиците наричат реакциите, които се нуждаят от допълнителна енергия, неспонтанни. Други реакции, като експлозията, която получавате при изпускане на натриев метал във вода, се случват от само себе си. Химиците наричат този вид реакция спонтанна.