Hvad sker der med kemiske bindinger under kemiske reaktioner

Under kemiske reaktioner binder bindingerne, der holder molekylerne sammen, hinanden og danner nye bindinger, der omlejrer atomer til forskellige stoffer. Hver obligation kræver en bestemt mængde energi til enten at bryde eller danne; uden denne energi kan reaktionen ikke finde sted, og reaktanterne forbliver som de var. Når en reaktion er færdig, kan den have taget energi fra det omgivende miljø eller sætte mere energi i det.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Kemiske reaktioner bryde og reformerer de bindinger, der holder molekyler sammen.

Typer af kemiske bindinger

Kemiske bindinger er bundter af elektriske kræfter, som holder atomer og molekyler sammen. Kemi involverer flere forskellige slags obligationer. For eksempel er hydrogenbindingen en forholdsvis svag tiltrækning, der involverer et hydrogenbærende molekyle, såsom vand. Hydrogenbindingen står for formen af ​​snefnug og andre egenskaber af vandmolekyler. Kovalente bindinger dannes, når atomer deler elektroner, og den resulterende kombination er mere kemisk stabil end atomerne er i sig selv. Metalliske bindinger forekommer mellem atomer af metal, såsom kobberet i en øre. Elektronerne i metal bevæger sig let mellem atomer; dette gør metaller gode ledere af elektricitet og varme.

Energibesparelse

I alle kemiske reaktioner bevares energien; det er hverken skabt eller ødelagt, men kommer fra de eksisterende bindinger eller miljøet. Bevarelse af energi er en veletableret lov om fysik og kemi. For hver kemisk reaktion skal du redegøre for den energi, der er til stede i miljøet, reagensernes bindinger, produktbindingerne og produktets og miljøets temperatur. Den samlede energi, der er til stede før og efter reaktionen, skal være den samme. For eksempel, når en bilmotor brænder benzin, kombinerer reaktionen benzinen med oxygen til dannelse af carbondioxid og andre produkter. Det skaber ikke energi fra tynd luft; det frigiver den energi, der er lagret i molekylernes bindinger i benzinen.

Endoterme vs eksoterme reaktioner

Når du holder øje med energien i en kemisk reaktion, vil du finde ud af om reaktionen frigiver varme eller forbruger det. I det tidligere eksempel på brændende benzin frigiver reaktionen varme og øger temperaturen i omgivelserne. Andre reaktioner, såsom opløsning af bordsalt i vand, forbruges varme, så vandets temperatur er lidt lavere, efter at saltet opløses. Kemister kalder varmeproducerende reaktioner eksoterme og varmeforbrugende reaktioner endoterme. Fordi endoterme reaktioner kræver varme, kan de ikke finde sted, medmindre der er tilstrækkelig varme til stede, når reaktionen starter.

Aktivering Energi: Kickstarting af reaktionen

Nogle reaktioner, selv eksoterme, kræver energi for at få startede. Kemister kalder dette aktiveringsenergien. Det er som en energihøj, at molekylerne skal klatre, før reaktionen sættes i bevægelse; Efter det er det nemt at gå ned ad bakke. Når man går tilbage til eksemplet om brændende benzin, skal bilmotoren først lave en gnist; uden det sker der ikke meget med benzinen. Gnisten giver aktiveringsenergien til benzinen at kombinere med ilt.

Katalysatorer og enzymer

Katalysatorer er kemiske stoffer, som reducerer aktiveringsenergien af ​​en reaktion. Platin og lignende metaller er for eksempel fremragende katalysatorer. Katalysatoren i bilens udstødningssystem har en katalysator som platin indeni. Da udstødningsgasser passerer gennem det, øger katalysatoren kemiske reaktioner i skadelige carbonmonoxider og nitrogenforbindelser, hvilket gør dem til sikrere emissioner. Fordi reaktioner ikke bruger en katalysator, kan en katalysator gøre sit job i mange år. I biologi er enzymer molekyler, som katalyserer kemiske reaktioner i levende organismer. De passer ind i andre molekyler, så reaktionerne kan foregå lettere.