Během chemických reakcí se vazby, které drží molekuly pohromadě, rozpadají a vytvářejí nové vazby a přeskupují atomy na různé látky. Každá vazba vyžaduje odlišné množství energie, aby se buď rozbila, nebo se vytvořila; bez této energie nemůže reakce proběhnout a reaktanty zůstanou takové, jaké byly. Když je reakce hotová, mohla vzít energii z okolního prostředí nebo do ní vložit více energie.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Chemické reakce rozbíjejí a reformují vazby, které drží molekuly pohromadě.
Druhy chemických vazeb
Chemické vazby jsou svazky elektrických sil, které drží atomy a molekuly pohromadě. Chemie zahrnuje několik různých druhů vazeb. Například vodíková vazba je relativně slabá přitažlivost zahrnující molekulu nesoucí vodík, jako je voda. Vodíková vazba odpovídá za tvar sněhových vloček a další vlastnosti molekul vody. Kovalentní vazby se tvoří, když atomy sdílejí elektrony a výsledná kombinace je chemicky stabilnější než atomy samy o sobě. Mezi atomy kovu, jako je měď v centu, se vyskytují kovové vazby. Elektrony v kovu se snadno pohybují mezi atomy; díky tomu jsou kovy dobrým vodičem elektřiny a tepla.
Uchování energie
Ve všech chemických reakcích je energie zachována; není ani vytvořen, ani zničen, ale pochází z již existujících pout nebo prostředí. Úspora energie je zavedený zákon fyziky a chemie. U každé chemické reakce musíte počítat s energií přítomnou v prostředí, vazbami reaktantů, vazbami produktů a teplotou produktů a prostředí. Celková energie přítomná před a po reakci musí být stejná. Například když motor automobilu spaluje benzín, reakce kombinuje benzín s kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a dalších produktů. Nevytváří energii ze vzduchu; uvolňuje energii uloženou ve vazbách molekul v benzínu.
Endotermický vs. Exotermické reakce
Když budete sledovat energii v chemické reakci, zjistíte, zda reakce uvolňuje teplo nebo ho spotřebovává. V předchozím příkladu spalování benzínu reakce uvolňuje teplo a zvyšuje teplotu svého okolí. Jiné reakce, jako je rozpouštění stolní soli ve vodě, spotřebovávají teplo, takže teplota vody je po rozpuštění soli o něco nižší. Chemici nazývají reakce vytvářející teplo exotermní a reakce náročné na teplo endotermní. Protože endotermické reakce vyžadují teplo, nemohou nastat, pokud není na začátku reakce dostatečné množství tepla.
Aktivační energie: Kickstarting reakce
Některé reakce, dokonce i exotermické, vyžadují na začátku energii. Chemici tomu říkají aktivační energie. Je to jako kopec energie, na který musí molekuly vylézt, než se reakce uvede do pohybu; po začátku je sjezd z kopce snadný. Vrátíme-li se k příkladu spalování benzínu, motor automobilu musí nejprve zapálit; bez toho se s benzínem moc neděje. Jiskra poskytuje aktivační energii pro benzín, aby se spojil s kyslíkem.
Katalyzátory a enzymy
Katalyzátory jsou chemické látky, které snižují aktivační energii reakce. Platina a podobné kovy jsou například vynikajícími katalyzátory. Katalyzátor ve výfukovém systému automobilu má uvnitř katalyzátor jako platina. Při průchodu výfukových plynů katalyzátor zvyšuje chemické reakce ve škodlivém oxidu uhelnatém a sloučeninách dusíku a mění je na bezpečnější emise. Protože reakce nevyužívají katalyzátor, může katalyzátor dělat svou práci po mnoho let. V biologii jsou enzymy molekuly, které katalyzují chemické reakce v živých organismech. Vejdou se do jiných molekul, takže reakce mohou probíhat snadněji.