Kemijske reakcije prekidaju postojeće molekularno-kemijske veze i kao rezultat nastaju nove veze. Tipične kemijske reakcije uključuju izgaranje, redukciju i oborine. Tijekom ovih kemijskih reakcija izvorne se molekule raspadaju i stvaraju nove veze da bi stvorile različite materijale. Ponekad je dovoljno spojiti dvije tvari kako bi započela kemijska reakcija, ali često je potreban vanjski podražaj poput zagrijavanja tvari. Svaka kemijska reakcija složena je interakcija molekularne privlačnosti, razine energije i vanjskih utjecaja.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Kemijske reakcije stvaraju i prekidaju kemijske veze između molekula, što rezultira novim materijalima kao produktima kemijske reakcije. Kemijske reakcije mogu se dogoditi spontano ili zahtijevati vanjski okidač kao što je unos energije. Prekid kemijskih veza apsorbira energiju, dok stvaranje novih veza oslobađa energiju, pri čemu je ukupna kemijska reakcija endotermna ili egzotermna.
Kemijske veze i razine energije
Temelj svih kemijskih reakcija je razbijanje veza ili razgradnja, te stvaranje veza ili sinteza. Za razgradnju je potrebna energija, jer su kemijske veze u početku stabilne, a energija je potrebna za njihovo razdvajanje. Molekule u vezi imaju nižu razinu energije od slobodnih molekula; dodavanje energije omogućuje im da se oslobode.
Sinteza oslobađa energiju jer se molekule vežu da bi stvorile stabilnu konfiguraciju i zbog toga se odriču energije. Vezane molekule imaju nižu razinu energije od slobodnih molekula i zadržavaju se u novoj vezi.
Ukupna kemijska reakcija koja prekida veze i stvara nove može biti endotermna (apsorbirajući toplinu) ili egzotermna (oslobađanje topline), ovisno o tome koliko se energije apsorbira i proizvodi razgradnjom i sintezom reakcije. Neke reakcije u cjelini proizvode toplinu, dok druge upijaju toplinu iz svoje okoline ili zahtijevaju dodavanje vanjske topline da bi reakcija bila dovršena. U normalnim uvjetima u stabilnom okruženju, za pokretanje kemijske reakcije potreban je vanjski podražaj.
Endotermne reakcije
Budući da je potrebna energija da se prekinu kemijske veze i pokrenu kemijske reakcije, malo se endotermnih reakcija dogodi samo od sebe. Proces obično zahtijeva unos energije da pokrene reakciju i održi je. Čak i reakcijama koje su u cjelini egzotermne možda će trebati unos energije u startu kako bi se prekinule neke veze.
Reakcije razgradnje su jednostavne endotermne reakcije i zahtijevaju unos energije. Na primjer, zagrijavanjem živog oksida nastaju živa i kisik. Endotermne reakcije koje su složenije mogu se dogoditi ako mogu koristiti toplinu iz svoje okoline. Na primjer, čvrste tvari barijev hidroksid i amonijev klorid reagiraju endotermnom reakcijom na sobnoj temperaturi dajući barij klorid i amonijak na puno hladnijoj temperaturi. Reakcija uzima toplinu iz samih materijala, njihove posude i okolnog zraka.
Egzotermne reakcije
Reakcije koje u cjelini proizvode višak topline češće su jer se uglavnom održavaju. Reakcije sinteze proizvode toplinu, pa im nije potreban vanjski izvor topline za nastavak. Na primjer, dodavanjem male količine natrija u vodu nastaje natrijev hidroksid i vodik u eksplozivnoj egzotermnoj reakciji. Reakcija započinje spontano i nastavlja se sve dok se jedan od reaktanata ne potroši. Obično proizvodi toliko topline da vodik izgara s kisikom u zraku da bi stvorio vodu.
Složene reakcije koje se oslanjaju i na razbijanje i stvaranje kemijskih veza često trebaju vanjski unos energije da bi započele, ali su tada samoodržive. Na primjer, za izgaranje ugljikovodika potreban je izvor topline za razbijanje prvih nekoliko veza. Tipično, materijali koji sadrže ugljikovodike, poput drva ili mazuta, trebaju šibicu ili iskru da bi se neke veze razgradile. Jednom kad započne stvaranje novih veza s proizvodnjom topline, reakcija se nastavlja, stvarajući ugljični dioksid i vodenu paru.
Mnogi uobičajeni industrijski i komercijalni procesi oslanjaju se na kemijske reakcije, posebno egzotermne samoodržive. Koliko su korisni i koliko posla rade, ovisi o vrstama materijala koji reagiraju i kemijskim vezama koje se prekidaju i reformiraju.