Vodik je zelo reaktivno gorivo. Molekule vodika burno reagirajo s kisikom, ko se obstoječe molekularne vezi pretrgajo in nastanejo nove vezi med atomi kisika in vodika. Ker so produkti reakcije na nižji ravni energije kot reaktanti, je rezultat eksplozivno sproščanje energije in nastajanje vode. Toda vodik ne reagira s kisikom pri sobni temperaturi, za vžig mešanice je potreben vir energije.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Vodik in kisik se združita, da nastane voda - in v tem procesu oddajata veliko toplote.
Mešanica vodika in kisika
Plini vodika in kisika se mešajo pri sobni temperaturi brez kemične reakcije. To pa zato, ker hitrost molekul ne zagotavlja dovolj kinetične energije za aktiviranje reakcije med trki med reaktanti. Nastane mešanica plinov, ki bi lahko burno reagirala, če bi mešanici dodali dovolj energije.
Aktivacijska energija
Uvedba iskre v mešanico povzroči povišanje temperature med nekaterimi molekulami vodika in kisika. Molekule pri višjih temperaturah potujejo hitreje in trčijo z več energije. Če energije trka dosežejo minimalno aktivacijsko energijo, ki zadošča za "prekinitev" vezi med reaktanti, potem sledi reakcija med vodikom in kisikom. Ker ima vodik nizko aktivacijsko energijo, je za sprožitev reakcije s kisikom potrebna le majhna iskra.
Eksotermna reakcija
Kot vsa goriva so tudi reaktanti, v tem primeru vodik in kisik, na višji energijski ravni kot produkti reakcije. Posledica tega je neto sproščanje energije iz reakcije, kar je znano kot eksotermna reakcija. Ko reagira en niz molekul vodika in kisika, sproščena energija sproži molekule v okoliški mešanici, da reagirajo in sprostijo več energije. Rezultat je eksplozivna, hitra reakcija, ki hitro sprosti energijo v obliki toplote, svetlobe in zvoka.
Elektronsko vedenje
Na submolekularni ravni je razlog za razliko v energijski ravni med reaktanti in produkti elektronske konfiguracije. Vodikovi atomi imajo po en elektron. Združijo se v dve molekuli, tako da si lahko delita dva elektrona (po enega). To je zato, ker je najbolj notranja elektronska lupina v nižjem energetskem stanju (in zato bolj stabilna), če jo zasedeta dva elektrona. Atomi kisika imajo po osem elektronov. Združijo se v molekuli dveh, tako da si delijo štiri elektrone, tako da njihove najbolj zunanje elektronske lupine v celoti zasede osem elektronov. Vendar pa se veliko bolj stabilno poravnavanje elektronov pojavi, ko dva atoma vodika delijo elektron z enim atomom kisika. Potrebna je le majhna količina energije, da se elektroni reaktantov "odbijejo" iz njihovih orbit, da se lahko poravnajo v bolj energetsko stabilni poravnavi in tvorijo novo molekulo H2O.
Izdelki
Po elektronski preusmeritvi vodika in kisika, da se ustvari nova molekula, sta produkt reakcije voda in toplota. Toploto je mogoče izkoristiti za opravljanje del, na primer za pogon turbin s segrevanjem vode. Izdelki se hitro proizvedejo zaradi eksotermne, verižne reakcije te kemijske reakcije. Tako kot pri vseh kemičnih reakcijah tudi reakcija ni enostavno reverzibilna.