Reakcie sa klasifikujú ako exergonické alebo endergonické zmenou množstva nazývaného „Gibbsova voľná energia„Na rozdiel od endergonických reakcií môže exergonická reakcia nastať spontánne, bez potreby práce. To neznamená, že k reakcii nevyhnutne dôjde jednoducho preto, že je exergonická - rýchlosť, akou k reakcii dôjde, môže byť taká pomalá, že k nej nikdy nedôjde v časovom rámci, na ktorom vám záleží.
Gibbsova voľná energia sa nenazýva „voľná energia“, pretože neexistuje žiadna cenovka, ale preto, že meria, koľko nemechanickej práce systém dokáže. Ak majú reaktanty v procese vyššiu Gibbsovu voľnú energiu ako produkty, proces sa nazýva exergonický, čo znamená, že uvoľňuje energiu. Ďalším spôsobom, ako to povedať, je opísať reakciu ako termodynamicky spontánnu, čo znamená, že na vykonanie reakcie nemusíte pracovať.
Mnoho, ale nie všetky, exergonické reakcie sú exotermické, čo znamená, že uvoľňujú teplo. Reakcia môže byť v skutočnosti exergonická a napriek tomu absorbovať teplo alebo môže byť endotermická. Z toho vyplýva, že exotermické a exotermické nie sú nevyhnutne spojené. Kľúčový rozdiel medzi nimi spočíva v rozdiele medzi prácou a teplom; exergonický proces uvoľňuje energiu prácou, zatiaľ čo exotermický proces uvoľňuje energiu teplom. Okrem toho môže byť proces pri niektorých teplotách exergonický, pri iných nie.
Chemici z devätnásteho storočia považovali spontánne endotermické reakcie za dosť zarážajúce; usúdili, že reakcia by mala byť spontánna, ak uvoľní teplo. To, čo im chýbalo, bola rola entropie, čo je miera množstva energie nedostupnej pre prácu v systéme. Ak vezmeme do úvahy systém a jeho okolie, bude proces exergonický, ak spôsobí čistý nárast entropie. Uvoľňovanie tepla do okolia spôsobuje zvýšenie entropie, ale takáto reakcia môže stále absorbovať teplo a byť exergonická, ak sa entropia systému zvyšuje ešte viac.
Odparovanie - proces, pri ktorom sa kvapalina mení na plyn - je spojený s veľmi veľkou pozitívnou zmenou entropie. Exergonické reakcie, ktoré absorbujú teplo, sú často reakcie, pri ktorých sa ako jeden z produktov uvoľňuje plyn. So zvyšovaním teploty budú tieto reakcie exergonickejšie. Naopak exotermická reakcia, pri ktorej sa uvoľňuje teplo, bude pri nižších teplotách viac exergonická ako pri vyšších teplotách. Všetky tieto úvahy zohrávajú úlohu pri určovaní, či bude reakcia spontánna.