Bindningarna som håller molekyler tillsammans innehåller den kemiska energi som finns i ett ämne. En kemisk reaktion är dock en komplex ”dans” av atomer och molekyler. Olika reaktioner med samma ämne kan ge varierande mängder energi, och vissa reaktioner förbrukar till och med energi.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Bindningarna som håller molekyler tillsammans innehåller den kemiska energi som finns i ett ämne.
Typer av kemiska obligationer
Alla molekyler består av atomer som är bundna till varandra med små buntar energi. Inom kemi studerar du många typer av bindningar, varav några är starka och andra som är svaga. De starkaste bindningarna innehåller mest energi; de svagaste har minst. Till exempel bildas starka kovalenta bindningar när atomer delar elektroner, såsom när väte och syre förenas för att bilda vatten. De joniska bindningarna mellan natrium och klor i bordssalt är svagare än kovalenta bindningar. Vätebindningar håller närliggande vattenmolekyler tillsammans för att bilda snöflingor; dessa obligationer är bland de svagaste.
Redovisning av energi
Inte all energi i varje bindning i en molekyl förbrukas i en typisk reaktion. När en kemist mäter den energi som avges från en kemisk reaktion, mäter hon noggrant hur mycket av varje reaktant hon har och registrerar omgivningstemperaturen och trycket före och efter reaktion. När reaktionen äger rum bryts vissa kemiska bindningar, andra påverkas inte och andra bildas. Det som är viktigt är den nettoenergiförändring du får när reaktionen är klar. Om energin i de molekylära bindningarna lägger till ett mindre antal i slutet släpps vanligtvis värme ut i miljön. Om det motsatta är sant har reaktionen förbrukat värme från miljön.
Exoterm vs. Endotermiska reaktioner
Vissa kemiska reaktioner avger värmeenergi, men andra tar värme från omgivningen. Reaktioner som producerar värme är exoterma; de som förbrukar värme är endotermiska. När du till exempel bränner stockar i en eldstad kombineras kolet och vätet i träet med syre i luften för att producera värme, koldioxid och vattenånga. Det är förbränning, en exoterm reaktion. När du löser upp bordssalt i vatten är den slutliga temperaturen i lösningen lite lägre än den var i början. detta är en endoterm reaktion.
Spontan vs. Icke-spontana reaktioner
Beroende på den kemiska energi som finns i miljön och själva ämnena kan en reaktion starta på egen hand, eller så kan den behöva extra energi för att starta processen. Till exempel är bensin en blandning av molekyler som innehåller mycket energi men inte antänds av sig själva. Under normala förhållanden behöver de en gnista. Kemister kallar reaktioner som behöver extra energi icke-spontant. Andra reaktioner, som den explosion du får från att tappa natriummetall i vatten, händer av sig själva. Kemister kallar den typen av reaktion spontan.