Molekule koos hoidvad sidemed sisaldavad aines saadaolevat keemilist energiat. Keemiline reaktsioon on aga keeruline aatomite ja molekulide “tants”. Erinevad reaktsioonid sama ainega võivad toota erinevat kogust energiat ja mõned reaktsioonid isegi energiat tarbivad.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Molekule koos hoidvad sidemed sisaldavad aines saadaolevat keemilist energiat.
Keemiliste sidemete tüübid
Kõik molekulid koosnevad aatomitest, mis on omavahel ühendatud väikeste energiakimpudega. Keemias uurite mitut liiki sidemeid, millest mõned on tugevad ja teised nõrgad. Tugevaimad sidemed sisaldavad kõige rohkem energiat; kõige vähem on nõrgematel. Näiteks tekivad tugevad kovalentsed sidemed, kui aatomid jagavad elektrone, näiteks kui vesinik ja hapnik ühendavad vett. Lauasoola naatriumi ja kloori ioonsed sidemed on nõrgemad kui kovalentsed sidemed. Vesiniksidemed hoiavad naabervesimolekule koos, moodustades lumehelbeid; need võlakirjad on kõige nõrgemate seas.
Energiaarvestus
Molekuli igas sidemes ei kasutata kogu energiat tavapärases reaktsioonis. Kui keemik mõõdab keemilisest reaktsioonist eralduvat energiat, mõõdab ta hoolikalt, kui palju iga tal olev reaktiiv ja registreerib ümbritseva õhu temperatuuri ja rõhu enne ja pärast reaktsioon. Reaktsiooni toimumisel mõned keemilised sidemed purunevad, mõned ei muutu ja teised moodustuvad. Oluline on energia netomuutus, mille saate, kui reaktsioon on tehtud. Kui molekulaarsetes sidemetes olev energia lisab lõpuks väiksema arvu, eraldub tavaliselt keskkonda soojus. Kui vastupidi on tõsi, on reaktsioon keskkonnast soojust tarbinud.
Eksotermiline vs. Endotermilised reaktsioonid
Mõned keemilised reaktsioonid annavad soojusenergiat, kuid teised võtavad soojust keskkonnast. Soojust tootvad reaktsioonid on eksotermilised; need, kes tarbivad soojust, on endotermilised. Näiteks kaminas palkide põletamisel ühinevad puidus sisalduv süsinik ja vesinik õhus oleva hapnikuga, tekitades soojust, süsinikdioksiidi ja veeauru. See on põlemine, eksotermiline reaktsioon. Kui lahustate lauasoola vees, on lahuse lõplik temperatuur veidi madalam kui alguses; see on endotermiline reaktsioon.
Spontaanne vs. Mittepunktilised reaktsioonid
Sõltuvalt keskkonnas leiduvast keemilisest energiast ja ainetest endast võib reaktsioon alguse saada iseenesest või võib protsessi käivitamiseks vaja minna lisaenergiat. Näiteks on bensiin segu molekulidest, mis sisaldavad palju energiat, kuid ei sütti iseenesest. Tavalistes tingimustes vajavad nad sädet. Keemikud nimetavad täiendavat energiat vajavaid reaktsioone mittepunktideks. Muud reaktsioonid, näiteks naatriummetalli vette laskmisel tekkiv plahvatus, toimuvad iseenesest. Keemikud nimetavad sellist reaktsiooni spontaanseks.