Under kemiska reaktioner bryts bindningarna som håller molekylerna ihop och bildar nya bindningar, omorganiserar atomer i olika ämnen. Varje bindning kräver en distinkt mängd energi för att antingen bryta eller forma; utan denna energi kan reaktionen inte äga rum och reaktanterna förblir som de var. När en reaktion är klar kan den ha tagit energi från omgivningen eller lägga mer energi i den.

TL; DR (för länge, läste inte)

Kemiska reaktioner bryts och reformera de bindningar som håller molekyler ihop.

Typer av kemiska bindningar

Kemiska bindningar är buntar av elektriska krafter som håller atomer och molekyler ihop. Kemi involverar flera olika typer av obligationer. Till exempel är vätebindningen en relativt svag attraktion som involverar en vätebärande molekyl, såsom vatten. Vätebindningen står för formen av snöflingor och andra egenskaper hos vattenmolekyler. Kovalenta bindningar bildas när atomer delar elektroner, och den resulterande kombinationen är mer kemiskt stabil än atomaerna är i sig. Metalliska bindningar förekommer mellan atomer av metall, såsom koppar i ett öre. Elektronerna i metall rör sig lätt mellan atomer; detta gör metaller bra ledare av el och värme.

Bevarande av energi

I alla kemiska reaktioner bevaras energin; Det skapas inte eller förstörs men kommer från de redan befintliga bindningarna eller miljön. Bevarande av energi är en väletablerad lag för fysik och kemi. För varje kemisk reaktion måste du ta reda på den energi som finns i miljön, reagensbindningarna, produkternas bindningar och temperaturen på produkterna och miljön. Den totala energin före och efter reaktionen måste vara densamma. Till exempel, när en bilmotor bränner bensin, kombinerar reaktionen bensinen med syre för att bilda koldioxid och andra produkter. Det skapar inte energi från tunn luft; det släpper ut den energi som lagras i molekylernas bindningar i bensinen.

Endoterm mot exoterma reaktioner

När du håller koll på energin i en kemisk reaktion, kommer du ta reda på om reaktionen släpper ut värme eller förbrukar det. I det tidigare exemplet med brinnande bensin släpper reaktionen värme och ökar temperaturen i omgivningen. Andra reaktioner, som att lösa bordsalt i vatten, förbrukar värme, så vattnets temperatur är något lägre efter att saltet löser sig. Kemister kallar värmeproducerande reaktioner exoterma och värmekrävande reaktioner endoterma. Eftersom endoterma reaktioner kräver värme, kan de inte äga rum om det inte finns tillräcklig värme när reaktionen börjar.

Aktiveringsenergi: Kickstarting of the reaction

Vissa reaktioner, även exoterma, kräver energi bara för att få satte igång. Kemister kallar detta aktiveringsenergin. Det är som en energi kulle som molekylerna måste klättra innan reaktionen sätts i rörelse; När det börjar, är det lätt att gå nerför. Att gå tillbaka till exemplet med att bränna bensin måste bilmotorn först göra en gnista; utan det händer inte mycket bensin. Gnistan ger aktiveringsenergin för bensinen att kombinera med syre.

Katalysatorer och enzymer

Katalysatorer är kemiska ämnen som minskar aktiveringsenergin i en reaktion. Platina och liknande metaller är till exempel utmärkta katalysatorer. Katalysatorn i bilens avgassystem har en katalysator som platina inuti. När avgaserna passerar genom det ökar katalysatorn kemiska reaktioner i skadliga kolmonoxid och kväveföreningar, vilket gör dem till säkrare utsläpp. Eftersom reaktioner inte använder en katalysator kan en katalysator göra sitt jobb i många år. I biologi är enzymer molekyler som katalyserar kemiska reaktioner i levande organismer. De passar in i andra molekyler så att reaktioner kan ske enklare.