Связи, которые удерживают молекулы вместе, содержат химическую энергию, доступную в веществе. Однако химическая реакция - это сложный «танец» атомов и молекул. Различные реакции с одним и тем же веществом могут давать разное количество энергии, а некоторые реакции даже потребляют энергию.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Связи, которые удерживают молекулы вместе, содержат химическую энергию, доступную в веществе.
Типы химических связей
Все молекулы состоят из атомов, связанных друг с другом крошечными сгустками энергии. В химии вы изучаете множество видов связей, одни из которых сильные, а другие - слабые. Самые прочные связи содержат больше всего энергии; у самых слабых меньше всего. Например, прочные ковалентные связи образуются, когда атомы разделяют электроны, например, когда водород и кислород объединяются с образованием воды. Ионные связи между натрием и хлором в поваренной соли слабее ковалентных. Водородные связи удерживают соседние молекулы воды вместе, образуя снежинки; эти связи являются одними из самых слабых.
Учет энергии
Не вся энергия каждой связи в молекуле расходуется на типичную реакцию. Когда химик измеряет энергию, выделяемую в результате химической реакции, он тщательно измеряет ее количество. каждого имеющегося у нее реагента и записывает температуру и давление окружающей среды до и после реакция. В процессе реакции одни химические связи разрываются, другие остаются неизменными, а другие образуются. Важно то, какое чистое изменение энергии вы получите, когда реакция закончится. Если энергия в молекулярных связях складывается до меньшего числа в конце, тепло обычно выделяется в окружающую среду. Если верно обратное, реакция потребляет тепло из окружающей среды.
Экзотермический vs. Эндотермические реакции
Некоторые химические реакции выделяют тепловую энергию, а другие отбирают тепло из окружающей среды. Реакции с выделением тепла экзотермичны; те, которые потребляют тепло, являются эндотермическими. Например, когда вы сжигаете поленья в камине, углерод и водород в древесине соединяются с кислородом воздуха, выделяя тепло, углекислый газ и водяной пар. Это горение, экзотермическая реакция. Когда вы растворяете поваренную соль в воде, конечная температура раствора немного ниже, чем была вначале; это эндотермическая реакция.
Спонтанное vs. Непонтанные реакции
В зависимости от химической энергии, присутствующей в окружающей среде, и самих веществ, реакция может начаться сама по себе, или может потребоваться дополнительная энергия, чтобы запустить процесс. Например, бензин - это смесь молекул, которые содержат много энергии, но не воспламеняются сами по себе. В нормальных условиях им нужна искра. Химики называют реакции, требующие дополнительной энергии, спонтанными. Другие реакции, такие как взрыв, вызванный падением металлического натрия в воду, происходят сами по себе. Химики называют такую реакцию спонтанной.