A kémiai reakciók megtörik a meglévő molekuláris kémiai kötéseket, és ennek eredményeként új kötések keletkeznek. A tipikus kémiai reakciók közé tartozik az égés, a redukció és a kicsapás. E kémiai reakciók során az eredeti molekulák szétesnek és új kötéseket alkotnak, hogy különböző anyagokat állítsanak elő. A kémiai reakció megindulásához néha elég két anyagot összehozni, de gyakran szükség van egy külső ingerre, például az anyagok melegítésére. Minden kémiai reakció a molekuláris vonzerő, az energiaszint és a külső hatások összetett kölcsönhatása.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A kémiai reakciók létrehozzák és megszakítják a molekulák közötti kémiai kötéseket, és új anyagokat eredményeznek, amelyek a kémiai reakció termékei. A kémiai reakciók spontán fordulhatnak elő, vagy külső kiváltó tényezőkre, például energia bevitelére lehet szükség. A kémiai kötések megtörése elnyeli az energiát, míg új kötések létrehozása energiát szabadít fel, a teljes kémiai reakció endoterm vagy exoterm.
Kémiai kötések és energiaszintek
Az összes kémiai reakció alapja a kötések megszakadása, vagy bomlása, és kötések létrehozása, vagy szintézis. A bomláshoz energiára van szükség, mert a kémiai kötések kezdetben stabilak, és energiára van szükség a szétváláshoz. A kötésben lévő molekulák energiatartalma alacsonyabb, mint a szabad molekuláké; az energia hozzáadása lehetővé teszi számukra a kiszabadulást.
A szintézis felszabadítja az energiát, mert a molekulák kötődve stabil konfigurációt alkotnak, ezért feladják az energiát. A kötött molekulák energiatartalma alacsonyabb, mint a szabad molekuláké, és az új kötésben vannak megtartva.
A kötéseket lebontó és újakat alkotó általános kémiai reakció lehet endoterm (hőelnyelő) vagy exoterm (hő felszabadítása), attól függően, hogy a bomlás és a szintézis során mennyi energiát szív fel és termel reakciókat. Egyes reakciók összességében hőt termelnek, míg mások vagy elnyelik a hőt a környezetükből, vagy külső hő hozzáadását igénylik a reakció befejezéséhez. Normál körülmények között, stabil körülmények között a kémiai reakció elindításához külső ingerre van szükség.
Endoterm reakciók
Mivel a kémiai kötések megszakításához és a kémiai reakciók elindításához energiára van szükség, önmagában kevés az endoterm reakció. A folyamat általában energiabevitelt igényel a reakció elindításához és fenntartásához. Még olyan reakciók esetében is, amelyek összességében exotermek, a kötések egy részének megszakításához már az elején energiára van szükség.
A bomlási reakciók egyszerű endoterm reakciók, és energiát igényelnek. Például a higany-oxid hevítése higanyt és oxigént termel. Bonyolultabb endoterm reakciók akkor fordulhatnak elő, ha képesek felhasználni a környezetükből származó hőt. Például a szilárd bárium-hidroxid és az ammónium-klorid endoterm reakcióban szobahőmérsékleten reagálva bárium-kloridot és ammóniát állít elő sokkal hidegebb hőmérsékleten. A reakció magából az anyagokból, azok tartályából és a környezeti levegőből veszi fel a hőt.
Exoterm reakciók
Azok a reakciók, amelyek összességében többlet hőt termelnek, gyakoribbak, mert általában önfenntartóak. A szintézisreakciók hőt termelnek, így nincs szükségük külső hőforrásra a folytatáshoz. Például kis mennyiségű nátrium hozzáadása vízhez nátrium-hidroxidot és hidrogént eredményez robbanásveszélyes exoterm reakcióban. A reakció spontán indul meg, és addig folytatódik, amíg az egyik reagens ki nem fogy. Általában annyi hőt termel, hogy a hidrogén a levegő oxigénjével égve vizet képez.
Az összetett reakciók, amelyek mind a kémiai kötések megszakadásán, mind a kialakulásán alapulnak, gyakran külső energiabevitelre szorulnak, de önfenntartóak. Például a szénhidrogének elégetéséhez hőforrásra van szükség az első néhány kötés megszakításához. Általában a szénhidrogéneket tartalmazó anyagoknak, például fának vagy fűtőolajnak gyufára vagy szikrára van szükségük a kötések némelyikének lebontásához. Miután megkezdődik az új kötések kialakulása a hőtermeléssel, a reakció folytatódik, szén-dioxidot és vízgőzt termelve.
Számos általános ipari és kereskedelmi folyamat kémiai reakciókra támaszkodik, különösen az exoterm önfenntartókra. Az, hogy mennyire hasznosak és mennyi munkát végeznek, attól függ, hogy milyen típusú anyagok reagálnak, és milyen kémiai kötések törnek meg és reformálódnak.