Bindingene som holder molekyler sammen inneholder den kjemiske energien som er tilgjengelig i et stoff. Imidlertid er en kjemisk reaksjon en kompleks “dans” av atomer og molekyler. Ulike reaksjoner med samme stoff kan produsere varierende mengder energi, og noen reaksjoner bruker til og med energi.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Bindingene som holder molekyler sammen inneholder den kjemiske energien som er tilgjengelig i et stoff.
Typer kjemiske obligasjoner
Alle molekyler består av atomer som er bundet til hverandre med små bunter energi. I kjemi studerer du mange slags bindinger, hvorav noen er sterke og andre som er svake. De sterkeste båndene inneholder mest energi; de svakeste har minst. For eksempel dannes sterke kovalente bindinger når atomer deler elektroner, for eksempel når hydrogen og oksygen kombineres for å danne vann. De ioniske bindingene mellom natrium og klor i bordsalt er svakere enn kovalente bindinger. Hydrogenbindinger holder nabo vannmolekyler sammen for å danne snøfnugg; disse obligasjonene er blant de svakeste.
Regnskap for energi
Ikke all energien i hver binding i et molekyl blir brukt opp i en typisk reaksjon. Når en kjemiker måler energien som avgis fra en kjemisk reaksjon, måler hun nøye hvor mye av hver reaktant hun har og registrerer omgivelsestemperatur og trykk før og etter reaksjon. Når reaksjonen finner sted, brytes noen kjemiske bindinger, noen er upåvirket, og andre dannes. Det som betyr noe er nettoenergiendringen du får når reaksjonen er ferdig. Hvis energien i de molekylære bindingene legger til et mindre antall på slutten, slippes det vanligvis ut varme i miljøet. Hvis det motsatte er sant, har reaksjonen brukt varme fra miljøet.
Eksoterm vs. Endotermiske reaksjoner
Noen kjemiske reaksjoner avgir varmeenergi, men andre tar varme fra omgivelsene. Reaksjoner som produserer varme er eksoterme; de som bruker varme er endotermiske. Når du for eksempel brenner stokker i en peis, kombineres karbon og hydrogen i treet med oksygen i luften for å produsere varme, karbondioksid og vanndamp. Det er forbrenning, en eksoterm reaksjon. Når du løser opp bordsalt i vann, er den endelige temperaturen i løsningen litt lavere enn den var i starten; dette er en endoterm reaksjon.
Spontan vs. Ikke-spontane reaksjoner
Avhengig av den kjemiske energien som er tilstede i miljøet og stoffene i seg selv, kan en reaksjon starte av seg selv, eller det kan trenge ekstra energi for å starte prosessen. For eksempel er bensin en blanding av molekyler som inneholder mye energi, men som ikke antennes av seg selv. Under normale forhold trenger de en gnist. Kjemikere kaller reaksjoner som trenger ekstra energi ikke-spontant. Andre reaksjoner, som eksplosjonen du får fra å slippe natriummetall i vann, skjer av seg selv. Kjemikere kaller den slags reaksjon spontan.