A kémiai reakciók során a molekulákat összetartó kötések szétesnek, és új kötéseket alkotnak, az atomokat átrendezik különböző anyagokká. Minden kötéshez külön mennyiségű energia szükséges, hogy akár megszakadjon, akár kialakuljon; ezen energia nélkül a reakció nem mehet végbe, és a reagensek megmaradnak. Ha a reakció befejeződött, az energiát a környező környezetből nyerhetett, vagy több energiát fektetett bele.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A kémiai reakciók megtörik és átalakítják a molekulákat összetartó kötéseket.
A kémiai kötések típusai
A kémiai kötések olyan elektromos erők kötegei, amelyek atomokat és molekulákat tartanak össze. A kémia többféle kötést tartalmaz. Például a hidrogénkötés egy viszonylag gyenge vonzerő, amelyben hidrogéntartalmú molekula, például víz vesz részt. A hidrogénkötés a hópelyhek alakját és a vízmolekulák egyéb tulajdonságait adja. A kovalens kötések akkor keletkeznek, amikor az atomok megosztják az elektronokat, és a kapott kombináció kémiailag stabilabb, mint az atomok önmagukban. Fémes kötések fordulnak elő a fém atomjai között, például a réz egy fillérben. A fémben lévő elektronok könnyen mozoghatnak az atomok között; ezáltal a fémek jó elektromos és hő vezetők.
Energiamegmaradás
Minden kémiai reakcióban az energia megmarad; se nem jön létre, se nem pusztul el, hanem a már létező kötelékekből vagy a környezetből származik. Az energia megőrzése a fizika és a kémia jól bevált törvénye. Minden kémiai reakciónál figyelembe kell venni a környezetben jelenlévő energiát, a reagensek kötéseit, a termékek kötéseit, valamint a termékek és a környezet hőmérsékletét. A reakció előtt és után a teljes energiának meg kell egyeznie. Például, amikor egy autómotor benzint éget, a reakció a benzint oxigénnel kombinálva szén-dioxidot és más termékeket képez. Nem hoz létre energiát vékony levegőből; felszabadítja a benzinben lévő molekulák kötéseiben tárolt energiát.
Endotermikus vs. Exoterm reakciók
Amikor nyomon követi az energiát egy kémiai reakcióban, megtudja, hogy a reakció hőt bocsát-e el vagy fogyaszt-e. A benzin elégetésének előző példájában a reakció hőt bocsát ki, és növeli a környezete hőmérsékletét. Más reakciók, például az étkezési só vízben történő oldása, hőt fogyasztanak, így a víz hőmérséklete kissé alacsonyabb a só feloldódása után. A kémikusok a hőtermelő reakciókat exoterm, a hőfogyasztó reakciókat endotermnek nevezik. Mivel az endoterm reakciókhoz hőre van szükség, ezek csak akkor fordulhatnak elő, ha a reakció megkezdésekor elegendő hő van jelen.
Aktiválási energia: A reakció elindítása
Egyes reakciók, még az exoterm reakciók is, csak az induláshoz igényelnek energiát. A kémikusok ezt aktivációs energiának hívják. Olyan, mint egy energiahegy, amelyen a molekuláknak meg kell mászniuk, mielőtt a reakció elindulna; miután elkezdődik, lefelé haladni könnyű. Visszatérve az égő benzin példájára, az autó motorjának előbb szikrát kell tennie; enélkül nem sok minden történik a benzinnel. A szikra biztosítja a benzin és az oxigén kombinációjának aktiválási energiáját.
Katalizátorok és enzimek
A katalizátorok kémiai anyagok, amelyek csökkentik a reakció aktiválási energiáját. A platina és hasonló fémek például kiváló katalizátorok. Az autó kipufogórendszerében található katalizátor belsejében olyan katalizátor található, mint a platina. Amint a kipufogógázok áthaladnak rajta, a katalizátor fokozza a káros szén-monoxid és nitrogén vegyületek kémiai reakcióit, biztonságosabb emisszióvá változtatva őket. Mivel a reakciók nem használják fel a katalizátort, a katalizátor sok éven át képes elvégezni a dolgát. A biológiában az enzimek olyan molekulák, amelyek az élő szervezetek kémiai reakcióit katalizálják. Más molekulákba illeszkednek, így a reakciók könnyebben lejátszódhatnak.
