เกิดอะไรขึ้นกับพันธะเคมีระหว่างปฏิกิริยาเคมี

ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี พันธะที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกันจะแตกตัวและก่อตัวเป็นพันธะใหม่ โดยจัดเรียงอะตอมให้เป็นสารต่างๆ พันธะแต่ละอันต้องใช้พลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันในการแตกหรือก่อตัว หากไม่มีพลังงานนี้ ปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้น และสารตั้งต้นจะยังคงเหมือนเดิม เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้น มันอาจจะดึงพลังงานจากสภาพแวดล้อมโดยรอบหรือเพิ่มพลังงานเข้าไป

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ปฏิกิริยาเคมีทำลายและปฏิรูปพันธะที่ยึดโมเลกุลไว้ด้วยกัน

พันธะเคมีเป็นกลุ่มของแรงไฟฟ้าที่ยึดอะตอมและโมเลกุลไว้ด้วยกัน เคมีเกี่ยวข้องกับพันธะหลายประเภท ตัวอย่างเช่น พันธะไฮโดรเจนเป็นแรงดึงดูดที่ค่อนข้างอ่อนซึ่งเกี่ยวข้องกับโมเลกุลที่มีไฮโดรเจน เช่น น้ำ พันธะไฮโดรเจนอธิบายรูปร่างของเกล็ดหิมะและคุณสมบัติอื่นๆ ของโมเลกุลของน้ำ พันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน และผลรวมที่ได้จะมีความเสถียรทางเคมีมากกว่าอะตอมเอง พันธะโลหะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของโลหะ เช่น ทองแดงในหน่วยเพนนี อิเล็กตรอนในโลหะเคลื่อนที่ได้ง่ายระหว่างอะตอม ทำให้โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดี

ในปฏิกิริยาเคมีทั้งหมด พลังงานจะถูกอนุรักษ์ไว้ มันไม่ได้ถูกสร้างขึ้นหรือถูกทำลาย แต่มาจากพันธะที่มีอยู่แล้วหรือสิ่งแวดล้อม การอนุรักษ์พลังงานเป็นกฎฟิสิกส์และเคมีที่เป็นที่ยอมรับ สำหรับทุกปฏิกิริยาเคมี คุณต้องคำนึงถึงพลังงานที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม พันธะของสารตั้งต้น พันธะของผลิตภัณฑ์ และอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์และสิ่งแวดล้อม พลังงานทั้งหมดที่มีอยู่ก่อนและหลังปฏิกิริยาต้องเท่ากัน ตัวอย่างเช่น เมื่อเครื่องยนต์ของรถยนต์เผาไหม้น้ำมันเบนซิน ปฏิกิริยาจะรวมน้ำมันเบนซินกับออกซิเจนเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และผลิตภัณฑ์อื่นๆ มันไม่ได้สร้างพลังงานจากอากาศบาง มันปล่อยพลังงานที่สะสมอยู่ในพันธะของโมเลกุลในน้ำมันเบนซิน

เมื่อคุณติดตามพลังงานในปฏิกิริยาเคมี คุณจะพบว่าปฏิกิริยานั้นปล่อยความร้อนหรือกินพลังงานนั้น ในตัวอย่างก่อนหน้าของการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน ปฏิกิริยาจะปล่อยความร้อนและเพิ่มอุณหภูมิของสภาพแวดล้อม ปฏิกิริยาอื่นๆ เช่น การละลายเกลือแกงในน้ำ ใช้ความร้อน ดังนั้นอุณหภูมิของน้ำจะลดลงเล็กน้อยหลังจากที่เกลือละลาย นักเคมีเรียกว่าปฏิกิริยาคายความร้อน และปฏิกิริยาที่ใช้ความร้อนดูดความร้อน เนื่องจากปฏิกิริยาดูดความร้อนต้องการความร้อน จึงไม่สามารถเกิดขึ้นได้เว้นแต่จะมีความร้อนเพียงพอเมื่อปฏิกิริยาเริ่มต้นขึ้น

ปฏิกิริยาบางอย่าง แม้แต่ปฏิกิริยาคายความร้อน ก็ต้องการพลังงานเพียงเพื่อเริ่มต้น นักเคมีเรียกสิ่งนี้ว่าพลังงานกระตุ้น มันเหมือนกับเนินเขาพลังงานที่โมเลกุลต้องปีนขึ้นไปก่อนที่ปฏิกิริยาจะเคลื่อนที่ หลังจากสตาร์ทแล้ว จะลงเนินได้ง่าย ย้อนกลับไปที่ตัวอย่างการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน เครื่องยนต์ของรถยนต์จะต้องจุดประกายก่อน หากไม่มีน้ำมันเบนซินก็ไม่มีอะไรเกิดขึ้น ประกายไฟให้พลังงานกระตุ้นสำหรับน้ำมันเบนซินรวมกับออกซิเจน

ตัวเร่งปฏิกิริยาคือสารเคมีที่ลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น แพลตตินัมและโลหะที่คล้ายกันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ยอดเยี่ยม เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาในระบบไอเสียของรถยนต์มีตัวเร่งปฏิกิริยาเช่นแพลตตินัมอยู่ภายใน เมื่อก๊าซไอเสียไหลผ่าน ตัวเร่งปฏิกิริยาจะเพิ่มปฏิกิริยาทางเคมีในสารประกอบคาร์บอนมอนอกไซด์และไนโตรเจนที่เป็นอันตราย เปลี่ยนเป็นการปล่อยมลพิษที่ปลอดภัยกว่า เนื่องจากปฏิกิริยาไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงสามารถทำงานได้หลายปี ในทางชีววิทยา เอ็นไซม์เป็นโมเลกุลที่กระตุ้นปฏิกิริยาเคมีในสิ่งมีชีวิต พวกมันเข้ากับโมเลกุลอื่นเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาได้ง่ายขึ้น