Los enlaces que mantienen unidas a las moléculas contienen la energía química disponible en una sustancia. Sin embargo, una reacción química es una "danza" compleja de átomos y moléculas. Diferentes reacciones con la misma sustancia pueden producir cantidades variables de energía, y algunas reacciones incluso consumen energía.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los enlaces que mantienen unidas a las moléculas contienen la energía química disponible en una sustancia.
Tipos de enlaces químicos
Todas las moléculas están formadas por átomos que están unidos entre sí con pequeños haces de energía. En química, estudias muchos tipos de vínculos, algunos de los cuales son fuertes y otros débiles. Los enlaces más fuertes contienen la mayor cantidad de energía; los más débiles tienen los menos. Por ejemplo, los enlaces covalentes fuertes se forman cuando los átomos comparten electrones, como cuando el hidrógeno y el oxígeno se combinan para formar agua. Los enlaces iónicos entre el sodio y el cloro en la sal de mesa son más débiles que los enlaces covalentes. Los enlaces de hidrógeno mantienen unidas las moléculas de agua vecinas para formar copos de nieve; estos lazos se encuentran entre los más débiles.
Contabilización de la energía
No toda la energía de cada enlace de una molécula se gasta en una reacción típica. Cuando un químico mide la energía emitida por una reacción química, mide cuidadosamente la cantidad de cada reactivo que tiene y registra la temperatura ambiente y la presión antes y después de la reacción. A medida que tiene lugar la reacción, algunos enlaces químicos se rompen, algunos no se ven afectados y otros se forman. Lo que importa es el cambio de energía neta que se obtiene cuando finaliza la reacción. Si la energía en los enlaces moleculares se suma a un número menor al final, el calor generalmente se libera al medio ambiente. Si ocurre lo contrario, la reacción ha consumido calor del ambiente.
Exotérmico vs. Reacciones endotérmicas
Algunas reacciones químicas emiten energía térmica, pero otras toman calor del medio ambiente. Las reacciones que producen calor son exotérmicas; los que consumen calor son endotérmicos. Cuando quemas leños en una chimenea, por ejemplo, el carbono y el hidrógeno de la madera se combinan con el oxígeno del aire para producir calor, dióxido de carbono y vapor de agua. Eso es combustión, una reacción exotérmica. Cuando disuelve sal de mesa en agua, la temperatura final de la solución es un poco más baja que al principio; esta es una reacción endotérmica.
Espontáneo vs. Reacciones no espontáneas
Dependiendo de la energía química presente en el medio ambiente y de las sustancias en sí, una reacción puede comenzar por sí sola o puede necesitar energía adicional para iniciar el proceso. Por ejemplo, la gasolina es una mezcla de moléculas que contienen mucha energía pero que no se encienden por sí solas. En condiciones normales, necesitan una chispa. Los químicos llaman a las reacciones que necesitan energía extra no espontáneas. Otras reacciones, como la explosión que se obtiene al dejar caer sodio metálico en el agua, ocurren por sí solas. Los químicos llaman a ese tipo de reacción espontánea.