Las reacciones químicas rompen los enlaces químicos moleculares existentes y, como resultado, se forman nuevos enlaces. Las reacciones químicas típicas incluyen combustión, reducción y precipitación. Durante estas reacciones químicas, las moléculas originales se rompen y forman nuevos enlaces para producir diferentes materiales. A veces, es suficiente juntar dos sustancias para que comience una reacción química, pero a menudo se requiere un estímulo externo como calentar las sustancias. Cada reacción química es una interacción compleja de atracción molecular, niveles de energía e influencias externas.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Las reacciones químicas crean y rompen los enlaces químicos entre moléculas, lo que resulta en nuevos materiales como productos de la reacción química. Las reacciones químicas pueden ocurrir espontáneamente o requerir un desencadenante externo, como una entrada de energía. La ruptura de enlaces químicos absorbe energía, mientras que la formación de nuevos enlaces libera energía, siendo la reacción química general endotérmica o exotérmica.
Enlaces químicos y niveles de energía
La base de todas las reacciones químicas es la ruptura de enlaces o descomposición y la creación de enlaces o síntesis. La descomposición requiere energía porque los enlaces químicos son inicialmente estables y se requiere energía para romperlos. Las moléculas del enlace tienen un nivel de energía más bajo que las moléculas libres; agregar energía les permite liberarse.
La síntesis libera energía porque las moléculas se unen para formar una configuración estable y, por lo tanto, ceden energía. Las moléculas unidas tienen un nivel de energía más bajo que las moléculas libres y se mantienen en el nuevo enlace.
Una reacción química general que rompe enlaces y forma otros nuevos puede ser endotérmica (absorbiendo calor) o exotérmica. (liberación de calor), dependiendo de la cantidad de energía absorbida y producida por la descomposición y síntesis reacciones. Algunas reacciones producen calor en general, mientras que otras absorben calor de su entorno o requieren la adición de calor exterior para completar la reacción. En condiciones normales en un entorno estable, una reacción química necesita un estímulo externo para comenzar.
Reacciones endotérmicas
Debido a que se necesita energía para romper los enlaces químicos y comenzar las reacciones químicas, pocas reacciones endotérmicas ocurren por sí mismas. El proceso suele requerir un aporte de energía para iniciar la reacción y mantenerla. Incluso las reacciones que son exotérmicas en general pueden necesitar una entrada de energía al principio para romper algunos de los enlaces.
Las reacciones de descomposición son reacciones endotérmicas simples y requieren un aporte de energía. Por ejemplo, calentar óxido de mercurio produce mercurio y oxígeno. Pueden tener lugar reacciones endotérmicas que son más complicadas si pueden utilizar el calor de su entorno. Por ejemplo, los sólidos hidróxido de bario y cloruro de amonio reaccionan en una reacción endotérmica a temperatura ambiente para producir cloruro de bario y amoníaco a una temperatura mucho más fría. La reacción toma calor de los propios materiales, su recipiente y el aire ambiente.
Reacciones exotérmicas
Las reacciones que producen un exceso de calor en general son más comunes porque tienden a ser autosuficientes. Las reacciones de síntesis producen calor, por lo que no necesitan una fuente de calor externa para continuar. Por ejemplo, agregar una pequeña cantidad de sodio al agua produce hidróxido de sodio e hidrógeno en una reacción exotérmica explosiva. La reacción comienza espontáneamente y continúa hasta que se agota uno de los reactivos. Suele producir tanto calor que el hidrógeno se quema con el oxígeno del aire para formar agua.
Las reacciones complejas que se basan tanto en la ruptura como en la formación de enlaces químicos a menudo necesitan una entrada de energía externa para comenzar, pero luego son autosuficientes. Por ejemplo, la combustión de hidrocarburos requiere una fuente de calor para romper los primeros enlaces. Por lo general, los materiales que contienen hidrocarburos, como la madera o el fueloil, necesitan un fósforo o una chispa para descomponer algunos de los enlaces. Una vez que comienza la formación de nuevos enlaces con la producción de calor, la reacción continúa produciendo dióxido de carbono y vapor de agua.
Muchos procesos industriales y comerciales comunes se basan en reacciones químicas, especialmente las exotérmicas autosuficientes. Qué tan útiles son y cuánto trabajo hacen depende de los tipos de materiales que reaccionan y de los enlaces químicos que se rompen y reforman.