Como as ligações químicas se rompem e se reformam:a ciência das reações endotérmicas e exotérmicas
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Em cada reação química, as ligações moleculares estabelecidas são clivadas enquanto novas ligações são forjadas. Exemplos comuns incluem combustão, redução e precipitação. O rearranjo dos átomos produz compostos inteiramente novos. Embora o mero contato entre os reagentes possa ser suficiente, a maioria das reações necessita de um gatilho externo – normalmente calor – para iniciar a clivagem da ligação. O resultado depende da interação de forças moleculares, estados de energia e condições ambientais.
TL;DR (muito longo; não li)
As reações químicas fazem e quebram as ligações entre as moléculas, produzindo novos materiais. Eles podem ocorrer espontaneamente ou necessitar de uma entrada de energia. Romper vínculos absorve energia; formar ligações libera energia, então a reação geral pode ser endotérmica ou exotérmica.
Ligações Químicas e Níveis de Energia
A base da química é a quebra (decomposição) e a formação (síntese) de ligações. A decomposição é endotérmica porque as ligações estáveis devem ser superadas pela entrada de energia. Por outro lado, a síntese é exotérmica; os átomos atingem uma configuração de energia mais baixa e mais estável, liberando energia. A mudança líquida de energia de uma reação depende do equilíbrio entre a clivagem e a formação da ligação.
Por exemplo, o aquecimento do óxido de mercúrio (II) (√HgO) faz com que ele se decomponha em mercúrio metálico e gás oxigênio, absorvendo calor no processo.
Reações endotérmicas
As reações endotérmicas requerem uma entrada de energia para quebrar as ligações e iniciar o processo. Raramente ocorrem espontaneamente. Um exemplo é a decomposição térmica do óxido de mercúrio (II), que exige calor para prosseguir. Reações endotérmicas mais complexas podem retirar calor do ambiente; a reação no estado sólido entre o hidróxido de bário e o cloreto de amônio à temperatura ambiente produz cloreto de bário e amônia enquanto esfria a mistura, absorvendo o calor do recipiente e do ar ambiente.
Reações exotérmicas
As reações exotérmicas liberam calor e são frequentemente autossustentáveis. As reações de síntese, como a reação vigorosa do sódio com a água, geram hidróxido de sódio e gás hidrogênio, ao mesmo tempo que produzem calor suficiente para inflamar o hidrogênio. A combustão de hidrocarbonetos – madeira, gasolina ou óleo combustível – precisa de uma faísca ou chama inicial para quebrar algumas ligações. Uma vez formadas as novas ligações energeticamente favoráveis, o calor liberado mantém a reação em andamento, produzindo dióxido de carbono e vapor de água.
Os processos industriais e comerciais exploram frequentemente reações exotérmicas e autossustentáveis. A sua eficiência e o trabalho que realizam dependem dos reagentes específicos e das ligações que se quebram e se reformam durante a reação.