Saites, kas satur molekulas kopā, satur vielā pieejamo ķīmisko enerģiju. Tomēr ķīmiskā reakcija ir sarežģīta atomu un molekulu “deja”. Dažādas reakcijas ar vienu un to pašu vielu var radīt dažādu enerģijas daudzumu, un dažas reakcijas pat patērē enerģiju.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Saites, kas satur molekulas kopā, satur vielā pieejamo ķīmisko enerģiju.
Ķīmisko saišu veidi
Visas molekulas veido atomi, kas ir saistīti viens ar otru ar sīkiem enerģijas saišķiem. Ķīmijā jūs pētāt daudzu veidu saites, no kurām dažas ir stipras, bet citas - vājas. Spēcīgākās saites satur visvairāk enerģijas; vājākajiem ir vismazāk. Piemēram, stipras kovalentās saites veidojas, kad atomiem ir kopīgi elektroni, piemēram, ūdeņradim un skābeklim apvienojoties, veidojas ūdens. Galda sāls jonu saites starp nātriju un hloru ir vājākas nekā kovalentās saites. Ūdeņraža saites satur blakus esošās ūdens molekulas, veidojot sniegpārslas; šīs obligācijas ir vienas no vājākajām.
Enerģētikas uzskaite
Ne visa enerģija katrā molekulas saitē tiek izmantota tipiskā reakcijā. Kad ķīmiķe mēra enerģiju, ko izdala ķīmiskā reakcija, viņa rūpīgi mēra, cik daudz katra viņa rīcībā esošā reaģenta un reģistrē apkārtējās vides temperatūru un spiedienu pirms un pēc reakcija. Kad notiek reakcija, dažas ķīmiskās saites tiek pārtrauktas, dažas neietekmē un tiek izveidotas citas. Svarīgi ir tīrās enerģijas izmaiņas, kuras jūs saņemat, kad reakcija ir izdarīta. Ja enerģija molekulārajās saitēs beigās sasniedz mazāku skaitu, siltums parasti izdalās vidē. Ja ir taisnība, reakcija ir patērējusi siltumu no vides.
Eksotermiskais vs. Endotermiskās reakcijas
Dažas ķīmiskās reakcijas izdala siltumenerģiju, bet citas ņem siltumu no vides. Reakcijas, kas rada siltumu, ir eksotermiskas; tie, kas patērē siltumu, ir endotermiski. Dedzinot apaļkokus kamīnā, piemēram, koksnē esošais ogleklis un ūdeņradis apvienojas ar gaisā esošo skābekli, radot siltumu, oglekļa dioksīdu un ūdens tvaikus. Tā ir sadegšana, eksotermiska reakcija. Izšķīdinot galda sāli ūdenī, galīgā šķīduma temperatūra ir nedaudz zemāka nekā tā bija sākumā; tā ir endotermiska reakcija.
Spontāni vs. Nespecifiskas reakcijas
Atkarībā no vidē esošās ķīmiskās enerģijas un pašām vielām reakcija var sākties pati no sevis, vai arī procesa sākšanai var būt nepieciešama papildu enerģija. Piemēram, benzīns ir molekulu maisījums, kas satur daudz enerģijas, bet pats par sevi neaizdegas. Normālos apstākļos viņiem ir nepieciešama dzirkstele. Ķīmiķi reakcijas, kurām nepieciešama papildu enerģija, sauc par nespecifiskām. Citas reakcijas, piemēram, eksplozija, kas rodas, nometot nātrija metālu ūdenī, notiek pašas no sevis. Ķīmiķi šādu reakciju sauc par spontānu.