blanscape/iStock/GettyImages
I varje kemisk reaktion klyvs etablerade molekylära bindningar medan nya bindningar skapas. Vanliga exempel är förbränning, reduktion och nederbörd. Omarrangemanget av atomer ger helt nya föreningar. Medan enbart kontakt mellan reaktanter kan räcka, kräver de flesta reaktioner en extern trigger - vanligtvis värme - för att initiera bindningsklyvning. Resultatet beror på samspelet mellan molekylära krafter, energitillstånd och miljöförhållanden.
Kemiska reaktioner skapar och bryter bindningarna mellan molekyler och producerar nya material. De kan uppstå spontant eller behöver en energiinsats. Att bryta bindningar absorberar energi; att bilda bindningar frigör energi, så den övergripande reaktionen kan vara endoterm eller exoterm.
Grunden för kemin är brytningen (sönderdelningen) och bildningen (syntesen) av bindningar. Nedbrytningen är endoterm eftersom stabila bindningar måste övervinnas genom energitillförsel. Omvänt är syntes exotermisk; atomer når en mer stabil konfiguration med lägre energi och frigör energi. Nettoenergiförändringen av en reaktion beror på balansen mellan bindningsklyvning och bindningsbildning.
Upphettning av kvicksilver(II)oxid (√HgO) gör till exempel att den sönderdelas till kvicksilvermetall och syrgas, vilket absorberar värme i processen.
Endotermiska reaktioner kräver en energiinsats för att bryta bindningar och initiera processen. De uppstår sällan spontant. Ett exempel är den termiska nedbrytningen av kvicksilver(II)oxid, som kräver värme för att fortsätta. Mer komplexa endotermiska reaktioner kan dra värme från sin omgivning; Reaktionen i fast tillstånd mellan bariumhydroxid och ammoniumklorid vid rumstemperatur producerar bariumklorid och ammoniak samtidigt som blandningen kyls, absorberar värme från behållaren och omgivande luft.
Exotermiska reaktioner avger värme och är ofta självförsörjande. Syntesreaktioner, såsom den kraftiga reaktionen av natrium med vatten, genererar natriumhydroxid och vätgas samtidigt som de producerar tillräckligt med värme för att antända vätet. Förbränning av kolväten - ved, bensin eller eldningsolja - kräver en första gnista eller låga för att bryta några bindningar. När de nya, energetiskt gynnsamma bindningarna väl har bildats, håller den frigjorda värmen reaktionen igång och producerar koldioxid och vattenånga.
Industriella och kommersiella processer utnyttjar ofta exotermiska, självförsörjande reaktioner. Deras effektivitet och det arbete de levererar beror på de specifika reaktanterna och de bindningar som bryts och reformeras under reaktionen.
