रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान, अणुओं को एक साथ रखने वाले बंधन अलग हो जाते हैं और नए बंधन बनाते हैं, परमाणुओं को विभिन्न पदार्थों में पुनर्व्यवस्थित करते हैं। प्रत्येक बंधन को तोड़ने या बनाने के लिए एक अलग मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है; इस ऊर्जा के बिना, प्रतिक्रिया नहीं हो सकती है, और अभिकारक वैसे ही रहते हैं जैसे वे थे। जब कोई प्रतिक्रिया समाप्त हो जाती है, तो हो सकता है कि उसने आसपास के वातावरण से ऊर्जा ले ली हो, या उसमें अधिक ऊर्जा डाल दी हो।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
रासायनिक प्रतिक्रियाएं अणुओं को एक साथ रखने वाले बंधनों को तोड़ती हैं और सुधारती हैं।
रासायनिक बांड के प्रकार
रासायनिक बंधन विद्युत बलों के बंडल होते हैं जो परमाणुओं और अणुओं को एक साथ रखते हैं। रसायन विज्ञान में कई अलग-अलग प्रकार के बंधन शामिल हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन बांड एक अपेक्षाकृत कमजोर आकर्षण है जिसमें हाइड्रोजन-असर वाले अणु शामिल होते हैं, जैसे कि पानी। हाइड्रोजन बांड बर्फ के टुकड़ों के आकार और पानी के अणुओं के अन्य गुणों के लिए जिम्मेदार है। सहसंयोजक बंधन तब बनते हैं जब परमाणु इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं, और परिणामी संयोजन परमाणुओं की तुलना में अधिक रासायनिक रूप से स्थिर होता है। धातु के परमाणुओं के बीच धात्विक बंधन होते हैं, जैसे कि एक पैसे में तांबा। धातु में इलेक्ट्रॉन परमाणुओं के बीच आसानी से चलते हैं; यह धातुओं को विद्युत और ऊष्मा का सुचालक बनाता है।
ऊर्जा संरक्षण
सभी रासायनिक अभिक्रियाओं में ऊर्जा संरक्षित रहती है; यह न तो निर्मित होता है और न ही नष्ट होता है बल्कि उन बंधनों से आता है जो पहले से मौजूद हैं या पर्यावरण। ऊर्जा का संरक्षण भौतिकी और रसायन विज्ञान का एक सुस्थापित नियम है। प्रत्येक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए, आपको पर्यावरण में मौजूद ऊर्जा, अभिकारकों के बंधन, उत्पादों के बंधन, और उत्पादों और पर्यावरण के तापमान के लिए जिम्मेदार होना चाहिए। प्रतिक्रिया से पहले और बाद में मौजूद कुल ऊर्जा समान होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जब एक कार इंजन गैसोलीन को जलाता है, तो प्रतिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य उत्पादों को बनाने के लिए गैसोलीन को ऑक्सीजन के साथ जोड़ती है। यह पतली हवा से ऊर्जा पैदा नहीं करता है; यह गैसोलीन में अणुओं के बंधों में संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त करता है।
एंडोथर्मिक बनाम। एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं
जब आप रासायनिक प्रतिक्रिया में ऊर्जा का ट्रैक रखते हैं, तो आपको पता चलेगा कि प्रतिक्रिया गर्मी छोड़ती है या इसका उपभोग करती है। गैसोलीन को जलाने के पिछले उदाहरण में, प्रतिक्रिया से गर्मी निकलती है और इसके आसपास के तापमान में वृद्धि होती है। अन्य प्रतिक्रियाएं, जैसे कि टेबल सॉल्ट को पानी में घोलना, गर्मी का उपभोग करता है, इसलिए नमक के घुलने के बाद पानी का तापमान थोड़ा कम हो जाता है। रसायनज्ञ ऊष्मा उत्पन्न करने वाली अभिक्रियाओं को ऊष्माक्षेपी कहते हैं और ऊष्मा ग्रहण करने वाली अभिक्रियाएँ ऊष्माशोषी। चूंकि एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में गर्मी की आवश्यकता होती है, वे तब तक नहीं हो सकते जब तक प्रतिक्रिया शुरू होने पर पर्याप्त गर्मी मौजूद न हो।
सक्रियण ऊर्जा: प्रतिक्रिया को किकस्टार्ट करना
कुछ प्रतिक्रियाओं, यहां तक कि एक्ज़ोथिर्मिक वाले को भी शुरू करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। रसायनज्ञ इसे सक्रियण ऊर्जा कहते हैं। यह एक ऊर्जा पहाड़ी की तरह है कि प्रतिक्रिया के गति में आने से पहले अणुओं को चढ़ना चाहिए; इसके शुरू होने के बाद, नीचे की ओर जाना आसान है। गैसोलीन को जलाने के उदाहरण पर वापस जाते हुए, कार के इंजन को पहले एक चिंगारी बनानी चाहिए; इसके बिना, गैसोलीन को बहुत कुछ नहीं होता है। स्पार्क गैसोलीन को ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने के लिए सक्रियण ऊर्जा प्रदान करता है।
उत्प्रेरक और एंजाइम
उत्प्रेरक रासायनिक पदार्थ होते हैं जो किसी प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम करते हैं। उदाहरण के लिए, प्लेटिनम और इसी तरह की धातुएं उत्कृष्ट उत्प्रेरक हैं। कार के एग्जॉस्ट सिस्टम में कैटेलिटिक कन्वर्टर के अंदर प्लैटिनम जैसा उत्प्रेरक होता है। जैसे ही निकास गैसें इससे गुजरती हैं, उत्प्रेरक हानिकारक कार्बन मोनोऑक्साइड और नाइट्रोजन यौगिकों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ाता है, जिससे वे सुरक्षित उत्सर्जन में बदल जाते हैं। चूंकि प्रतिक्रियाएं उत्प्रेरक का उपयोग नहीं करती हैं, इसलिए उत्प्रेरक कनवर्टर कई वर्षों तक अपना काम कर सकता है। जीव विज्ञान में, एंजाइम अणु होते हैं जो जीवित जीवों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। वे अन्य अणुओं में फिट हो जाते हैं ताकि प्रतिक्रियाएं अधिक आसानी से हो सकें।