As ligações que mantêm as moléculas juntas contêm a energia química disponível em uma substância. No entanto, uma reação química é uma “dança” complexa de átomos e moléculas. Reações diferentes com a mesma substância podem produzir quantidades variáveis de energia e algumas reações até consomem energia.
TL; DR (muito longo; Não li)
As ligações que mantêm as moléculas juntas contêm a energia química disponível em uma substância.
Tipos de ligações químicas
Todas as moléculas são feitas de átomos ligados uns aos outros por minúsculos feixes de energia. Em química, você estuda muitos tipos de vínculos, alguns dos quais são fortes e outros que são fracos. Os laços mais fortes contêm mais energia; os mais fracos têm menos. Por exemplo, fortes ligações covalentes se formam quando os átomos compartilham elétrons, como quando o hidrogênio e o oxigênio se combinam para formar água. As ligações iônicas entre o sódio e o cloro no sal de cozinha são mais fracas do que as ligações covalentes. As ligações de hidrogênio mantêm as moléculas de água vizinhas juntas para formar flocos de neve; esses laços estão entre os mais fracos.
Contabilidade de energia
Nem toda a energia em todas as ligações de uma molécula é usada em uma reação típica. Quando uma química mede a energia emitida por uma reação química, ela mede cuidadosamente quanto de cada reagente que ela tem e registra a temperatura ambiente e a pressão antes e depois do reação. Conforme a reação ocorre, algumas ligações químicas são quebradas, algumas não são afetadas e outras são formadas. O que importa é a variação de energia líquida que você obtém quando a reação é concluída. Se a energia nas ligações moleculares somam um número menor no final, o calor geralmente é liberado para o meio ambiente. Se o inverso for verdadeiro, a reação consumiu calor do ambiente.
Exotérmico vs. Reações Endotérmicas
Algumas reações químicas liberam energia térmica, mas outras retiram calor do ambiente. As reações que produzem calor são exotérmicas; aqueles que consomem calor são endotérmicos. Quando você queima lenha em uma lareira, por exemplo, o carbono e o hidrogênio da madeira se combinam com o oxigênio do ar para produzir calor, dióxido de carbono e vapor d'água. Isso é combustão, uma reação exotérmica. Quando você dissolve o sal de cozinha na água, a temperatura final da solução é um pouco mais baixa do que era no início; esta é uma reação endotérmica.
Espontâneo vs. Reações não espontâneas
Dependendo da energia química presente no ambiente e das próprias substâncias, uma reação pode começar por conta própria ou pode precisar de energia extra para iniciar o processo. Por exemplo, a gasolina é uma mistura de moléculas que contêm muita energia, mas não se acendem sozinhas. Em condições normais, eles precisam de uma faísca. Os químicos chamam as reações que precisam de energia extra de não espontâneas. Outras reações, como a explosão que ocorre ao jogar sódio metálico na água, acontecem por si mesmas. Os químicos chamam esse tipo de reação de espontânea.