Hvad bestemmer mængden af ​​kemisk energi, et stof har?

De bindinger, der holder molekyler sammen, indeholder den kemiske energi, der er tilgængelig i et stof. En kemisk reaktion er imidlertid en kompleks "dans" af atomer og molekyler. Forskellige reaktioner med samme stof kan producere varierende mængder energi, og nogle reaktioner bruger endda energi.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

De bindinger, der holder molekyler sammen indeholde den kemiske energi, der er tilgængelig i et stof.

Typer af kemiske bindinger

Alle molekyler består af atomer, der er bundet til hinanden med små bundter af energi. I kemi studerer du mange slags obligationer, hvoraf nogle er stærke og andre, der er svage. De stærkeste obligationer indeholder mest energi; de svageste har det mindste. For eksempel danner stærke kovalente bindinger, når atomer deler elektroner, såsom når hydrogen og oxygen kombineres for at danne vand. De ioniske bindinger mellem natrium og chlor i bordsalt er svagere end kovalente bindinger. Hydrogenbindinger holder nabo-vandmolekyler sammen for at danne snefnug; Disse obligationer er blandt de svageste.

Regnskab for energi

Ikke alle energierne i alle bindinger i et molekyle er brugt op i en typisk reaktion. Når en kemiker måler den energi, der gives af en kemisk reaktion, måler hun omhyggeligt, hvor meget af hver reaktant hun har, og registrerer omgivelsestemperaturen og trykket før og efter reaktionen. Som reaktionen finder sted, er nogle kemiske bindinger brudt, nogle er upåvirket, og andre er dannet. Hvad der betyder noget er, at den netto energiændring du får, når reaktionen er færdig. Hvis energien i molekylære bindinger øger op til et mindre antal i slutningen, bliver varme normalt udgivet i miljøet. Hvis omvendt er sandt, har reaktionen forbruget varme fra miljøet.

Exoterme vs endoterme reaktioner

Nogle kemiske reaktioner afgiver varmeenergi, men andre tager varme fra miljøet. Reaktioner, som producerer varme, er eksoterme; dem, der forbruger varme, er endotermiske. Når du forbrænder logfiler i en pejs, kombinerer kulstof og brint i skoven med ilt i luften for at producere varme, kuldioxid og vanddamp. Det er forbrænding, en eksoterm reaktion. Når du opløser bordsalt i vand, er opløsningens endelige temperatur lidt lavere end den var i starten; dette er en endoterm reaktion.

Spontan vs Ikke-spontan reaktioner

Afhængigt af den kemiske energi, der er til stede i miljøet og stofferne selv, kan en reaktion starte alene eller det kan have brug for ekstra energi til at starte processen. For eksempel er benzin en blanding af molekyler, der indeholder en masse energi, men ikke antændes af sig selv. Under normale forhold har de brug for en gnist. Kemikere kalder reaktioner, der kræver ekstra energi, ikke-spontan. Andre reaktioner, som eksplosionen du får fra at droppe natriummetal i vand, sker selv. Kemister kalder den slags reaktion spontan.