Les liaisons qui maintiennent les molécules ensemble contiennent l'énergie chimique disponible dans une substance. Cependant, une réaction chimique est une « danse » complexe d'atomes et de molécules. Différentes réactions avec la même substance peuvent produire des quantités variables d'énergie, et certaines réactions consomment même de l'énergie.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les liaisons qui maintiennent les molécules ensemble contiennent l'énergie chimique disponible dans une substance.
Types de liaisons chimiques
Toutes les molécules sont constituées d'atomes liés les uns aux autres par de minuscules faisceaux d'énergie. En chimie, vous étudiez de nombreux types de liens, dont certains sont forts et d'autres faibles. Les liaisons les plus fortes contiennent le plus d'énergie; les plus faibles ont le moins. Par exemple, de fortes liaisons covalentes se forment lorsque les atomes partagent des électrons, comme lorsque l'hydrogène et l'oxygène se combinent pour former de l'eau. Les liaisons ioniques entre le sodium et le chlore dans le sel de table sont plus faibles que les liaisons covalentes. Les liaisons hydrogène maintiennent ensemble les molécules d'eau voisines pour former des flocons de neige; ces obligations sont parmi les plus faibles.
Comptabilisation de l'énergie
Toute l'énergie de chaque liaison d'une molécule n'est pas utilisée dans une réaction typique. Lorsqu'une chimiste mesure l'énergie dégagée par une réaction chimique, elle mesure soigneusement combien de chaque réactif qu'elle a et enregistre la température et la pression ambiantes avant et après le réaction. Au fur et à mesure que la réaction a lieu, certaines liaisons chimiques sont rompues, certaines ne sont pas affectées et d'autres se forment. Ce qui compte, c'est le changement d'énergie net que vous obtenez lorsque la réaction est terminée. Si l'énergie dans les liaisons moléculaires s'ajoute à un plus petit nombre à la fin, la chaleur est généralement libérée dans l'environnement. Si l'inverse est vrai, la réaction a consommé de la chaleur de l'environnement.
Exothermique vs. Réactions endothermiques
Certaines réactions chimiques dégagent de l'énergie thermique, mais d'autres prélèvent de la chaleur dans l'environnement. Les réactions qui produisent de la chaleur sont exothermiques; ceux qui consomment de la chaleur sont endothermiques. Lorsque vous brûlez des bûches dans une cheminée, par exemple, le carbone et l'hydrogène du bois se combinent avec l'oxygène de l'air pour produire de la chaleur, du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. C'est la combustion, une réaction exothermique. Lorsque vous dissolvez du sel de table dans l'eau, la température finale de la solution est un peu plus basse qu'elle ne l'était au départ; c'est une réaction endothermique.
Spontané vs. Réactions non spontanées
En fonction de l'énergie chimique présente dans l'environnement et des substances elles-mêmes, une réaction peut démarrer d'elle-même, ou elle peut avoir besoin d'énergie supplémentaire pour lancer le processus. Par exemple, l'essence est un mélange de molécules qui contiennent beaucoup d'énergie mais ne s'enflamment pas d'elles-mêmes. Dans des conditions normales, ils ont besoin d'une étincelle. Les chimistes appellent les réactions qui ont besoin d'énergie supplémentaire non spontanées. D'autres réactions, telles que l'explosion que vous obtenez en faisant tomber du sodium métallique dans l'eau, se produisent d'elles-mêmes. Les chimistes appellent ce genre de réaction spontanée.