Tijekom kemijskih reakcija veze koje drže molekule zajedno raskidaju se i stvaraju nove veze, preuređujući atome u različite tvari. Svaka veza zahtijeva određenu količinu energije kako bi se prekinula ili formirala; bez te energije reakcija se ne može odvijati, a reaktanti ostaju takvi kakvi su bili. Kad je reakcija gotova, možda je uzela energiju iz okolnog okruženja ili u nju uložila više energije.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Kemijske reakcije prekidaju i reformiraju veze koje molekule drže zajedno.
Vrste kemijskih veza
Kemijske veze su snopovi električnih sila koji atome i molekule drže zajedno. Kemija uključuje nekoliko različitih vrsta veza. Na primjer, vodikova veza je relativno slaba privlačnost koja uključuje molekulu koja nosi vodik, poput vode. Vodikova veza odnosi se na oblik pahuljica i druga svojstva molekula vode. Kovalentne veze nastaju kad atomi dijele elektrone, a rezultirajuća kombinacija kemijski je stabilnija od samih atoma. Metalne veze nastaju između atoma metala, poput bakra u novcu. Elektroni u metalu lako se kreću između atoma; to metale čini dobrim vodičima električne energije i topline.
Čuvanje energije
U svim kemijskim reakcijama energija se čuva; niti se stvara niti uništava, već dolazi iz veza koje već postoje ili iz okoline. Očuvanje energije dobro je uspostavljen zakon fizike i kemije. Za svaku kemijsku reakciju morate uzeti u obzir energiju prisutnu u okolišu, veze reaktanata, veze proizvoda i temperaturu proizvoda i okoliša. Ukupna energija prisutna prije i nakon reakcije mora biti jednaka. Na primjer, kada automobilski motor sagorijeva benzin, reakcija kombinira benzin s kisikom dajući ugljični dioksid i druge proizvode. Ne stvara energiju iz zraka; oslobađa energiju pohranjenu u vezama molekula u benzinu.
Endotermični vs. Egzotermne reakcije
Kad zabilježite energiju u kemijskoj reakciji, otkrit ćete oslobađa li reakcija toplinu ili je troši. U prethodnom primjeru izgaranja benzina, reakcija oslobađa toplinu i povećava temperaturu okoline. Ostale reakcije, poput otapanja kuhinjske soli u vodi, troše toplinu, pa je temperatura vode nešto niža nakon što se sol otopi. Kemičari reakcije stvaranja topline nazivaju egzotermnim, a reakcije koje troše toplinu endotermnim. Budući da endotermne reakcije zahtijevaju toplinu, one se ne mogu odvijati ukoliko nema dovoljno topline kad reakcija započne.
Aktivacijska energija: pokretanje reakcije
Neke reakcije, čak i egzotermne, zahtijevaju energiju samo za početak. Kemičari to nazivaju energijom aktivacije. To je poput energetskog brda na koje se molekule moraju popeti prije pokretanja reakcije; nakon što započne, spuštanje nizbrdo je jednostavno. Vraćajući se primjeru izgaranja benzina, motor automobila najprije mora zapaliti; bez toga se benzinu ne dogodi puno. Iskra osigurava energiju aktivacije da se benzin kombinira s kisikom.
Katalizatori i enzimi
Katalizatori su kemijske tvari koje smanjuju energiju aktivacije reakcije. Primjerice, platina i slični metali izvrsni su katalizatori. Katalitički pretvarač u ispušnom sustavu automobila u sebi ima katalizator poput platine. Kako ispušni plinovi prolaze kroz njega, katalizator povećava kemijske reakcije u štetnim ugljikovim monoksidima i dušičnim spojevima, pretvarajući ih u sigurnije emisije. Budući da reakcije ne troše katalizator, katalizator može raditi svoj posao dugi niz godina. U biologiji su enzimi molekule koje kataliziraju kemijske reakcije u živim organizmima. Oni se uklapaju u druge molekule pa se reakcije mogu odvijati lakše.