הקשרים המחזיקים מולקולות מכילים את האנרגיה הכימית הזמינה בחומר. עם זאת, תגובה כימית היא "ריקוד" מורכב של אטומים ומולקולות. תגובות שונות עם אותו חומר יכולות לייצר כמויות אנרגיה משתנות, ותגובות מסוימות אף צורכות אנרגיה.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
הקשרים המחזיקים מולקולות מכילים את האנרגיה הכימית הזמינה בחומר.
סוגי אג"ח כימיות
כל המולקולות מורכבות מאטומים הקשורים זה לזה בצרורות אנרגיה זעירים. בכימיה אתה לומד סוגים רבים של קשרים, חלקם חזקים ואחרים חלשים. הקשרים החזקים ביותר מכילים הכי הרבה אנרגיה; לחלשים יש הכי פחות. לדוגמא, קשרים קוולנטיים חזקים נוצרים כאשר אטומים חולקים אלקטרונים, כמו למשל כאשר מימן וחמצן מתאחדים ליצירת מים. הקשרים היוניים בין נתרן לכלור במלח שולחן חלשים יותר מקשרים קוולנטיים. קשרי מימן מחזיקים מולקולות מים שכנות ליצירת פתיתי שלג; קשרים אלה הם מהחלשים ביותר.
חשבונאות על אנרגיה
לא כל האנרגיה בכל קשר במולקולה מנוצלת בתגובה אופיינית. כאשר כימאי מודד את האנרגיה המופקת מתגובה כימית, היא מודדת בזהירות כמה של כל מגיב שיש לה ורושמת את הטמפרטורה והלחץ הסביבתי לפני ואחרי תְגוּבָה. ככל שהתגובה מתרחשת, חלק מהקשרים הכימיים נשברים, חלקם אינם מושפעים ואחרים נוצרים. מה שחשוב הוא שינוי האנרגיה נטו שאתה מקבל עם סיום התגובה. אם האנרגיה בקשרים המולקולריים מסתכמת בסוף במספר קטן יותר, בדרך כלל משחררים חום לסביבה. אם ההפך הוא הנכון, התגובה צרכה חום מהסביבה.
אקסותרמית לעומת תגובות אנדותרמיות
כמה תגובות כימיות מפיצות אנרגיית חום, אך אחרות לוקחות חום מהסביבה. תגובות המפיקות חום הן אקסותרמיות; אלו הצורכים חום הם אנדותרמיים. כאשר אתה שורף בולי עץ באח, למשל, הפחמן והמימן בעץ משתלבים עם חמצן באוויר כדי לייצר חום, פחמן דו חמצני ואדי מים. זו בעירה, תגובה אקסותרמית. כשממיסים מלח שולחן במים, הטמפרטורה הסופית של התמיסה נמוכה מעט מזו שהיתה בהתחלה; זו תגובה אנדותרמית.
ספונטני לעומת תגובות לא-ספונטניות
תלוי באנרגיה הכימית הקיימת בסביבה ובחומרים עצמם, תגובה עשויה להתחיל מעצמה, או אולי תזדקק לאנרגיה נוספת בכדי להתחיל את התהליך. לדוגמא, בנזין הוא תערובת של מולקולות המכילות אנרגיה רבה אך אינן נדלקות מעצמן. בתנאים רגילים הם זקוקים לניצוץ. כימאים קוראים לתגובות שזקוקות לאנרגיה נוספת לא ספונטנית. תגובות אחרות, כמו הפיצוץ שאתה מקבל מהפלת מתכת נתרן למים, מתרחשות מעצמן. כימאים קוראים לתגובה מסוג זה ספונטנית.