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In ogni reazione chimica, i legami molecolari stabiliti vengono scissi mentre vengono forgiati nuovi legami. Esempi comuni includono combustione, riduzione e precipitazione. La riorganizzazione degli atomi produce composti completamente nuovi. Sebbene il semplice contatto tra i reagenti possa essere sufficiente, la maggior parte delle reazioni necessita di un innesco esterno, tipicamente il calore, per avviare la scissione del legame. Il risultato dipende dall'interazione di forze molecolari, stati energetici e condizioni ambientali.
Le reazioni chimiche creano e rompono i legami tra le molecole, producendo nuovi materiali. Possono verificarsi spontaneamente o necessitare di un apporto energetico. La rottura dei legami assorbe energia; la formazione di legami rilascia energia, quindi la reazione complessiva può essere endotermica o esotermica.
Il fondamento della chimica è la rottura (decomposizione) e la formazione (sintesi) dei legami. La decomposizione è endotermica perché i legami stabili devono essere superati dall'apporto di energia. Al contrario, la sintesi è esotermica; gli atomi raggiungono una configurazione a energia più bassa, più stabile, rilasciando energia. La variazione netta di energia di una reazione dipende dall'equilibrio tra la scissione e la formazione del legame.
Ad esempio, il riscaldamento dell'ossido di mercurio (II) (√HgO) ne provoca la decomposizione in mercurio metallico e ossigeno gassoso, assorbendo calore nel processo.
Le reazioni endotermiche richiedono un input di energia per rompere i legami e avviare il processo. Raramente si verificano spontaneamente. Un esempio è la decomposizione termica dell'ossido di mercurio (II), che richiede calore per procedere. Reazioni endotermiche più complesse possono assorbire calore dall'ambiente circostante; la reazione allo stato solido tra idrossido di bario e cloruro di ammonio a temperatura ambiente produce cloruro di bario e ammoniaca mentre raffredda la miscela, assorbendo calore dal contenitore e dall'aria ambiente.
Le reazioni esotermiche rilasciano calore e spesso sono autosufficienti. Le reazioni di sintesi, come la vigorosa reazione del sodio con l'acqua, generano idrossido di sodio e idrogeno gassoso producendo abbastanza calore per accendere l'idrogeno. La combustione di idrocarburi (legno, benzina o olio combustibile) necessita di una scintilla o fiamma iniziale per rompere alcuni legami. Una volta formati i nuovi legami energeticamente favorevoli, il calore rilasciato mantiene attiva la reazione, producendo anidride carbonica e vapore acqueo.
I processi industriali e commerciali spesso sfruttano reazioni esotermiche e autosufficienti. La loro efficienza e il lavoro che svolgono dipendono dai reagenti specifici e dai legami che si rompono e si riformano durante la reazione.
