เมื่อใดก็ตามที่เกิดปฏิกิริยาเคมี พลังงาน จะถูกถ่ายโอนจากรอบข้างหรือเมื่อมีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นพลังงานจะถูกถ่ายโอนออกไปหรือรับเข้ามาจากสิ่งรอบข้าง

ยกตัวอย่าง เช่น เมื่อดอกไม้ไฟระเบิดก็จะให้พลังงานแสง ความร้อนและเสียง

ปฏิกิริยาคายความร้อน  

ใน ปฏิกิริยาคายความร้อน พลังงานจะถูกถ่ายออกไปโดนปกติแล้วอยู่ในรูปแบบของความร้อน

ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

ปฏิกิริยาคายความร้อนถือเป็นสิ่งปกติ ยกตัวอย่าง เช่น

• การเผาผลาญเชื้อเพลิง
• การหายใจ
• ปฏิกิริยา Neutronlisation เช่น ปฏิกิริยาของกรดที่มีต่อโลหะและด่าง
• เมื่อเติมน้ำลงในแอนไฮดรัสคอปเปอร์ซัลเฟส

แอนไฮดรัสคอปเปอร์ซัลเฟส     +    น้ำ        จะได้เป็น แอนไฮดรัสคอปเปอร์ซัลเฟส     ความร้อน
          (ขาว)                                                                  (น้ำเงิน)

สีที่เปลี่ยนไปใช้ในการทดสอบน้ำ

ปฏิกิริยาดูดความร้อน

ปฏิกิริยาดูดความร้อน ในปฏิกิริยาความร้อนพลังงานจะถูกดึงเข้ามาใช้ ส่วนใหญ่จะเป็นความร้อน จากสิ่งที่อยู่รอบข้าง

ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยการลดลงของอุณหภูมิ

ปฏิกิริยาดูดความร้อนไม่ใช่เรื่องปกติ

ตัวอย่างเช่น

• การย่อยสลายโดยใช้ความร้อน ตัวอย่างเช่น การเผาแคลเซียมคาร์บอนเนตจำเป็นต้องใช้ความร้อนสูงมาก เพื่อให้แตกสลาย
  แคลเซียมคาร์บอนเนทได้เป็น  แคลออกไซด์ +คาร์บอนได้ออกไซด์
• การสังเคราะห์แสงที่ใช้พลังงาน
• การแพร่ของเกลือบางอย่างในน้ำ

ปฏิกิริยาย้อนกลับ

หากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นปฏิกิริยาที่คายความร้อนแบบทางเดียวนั้น

ดังนั้นจะมีปฏิกิริยาดูดความร้อนในทิศตรงกันข้ามในปริมาณของพลังงานที่เท่ากันจะถูกแพร่ออกทั้ง 2 ข้าง

ไฮเดรทคอปเปอร์ซัลเฟส    พลังงานความร้อน        เป็นแอนไฮดรัสคอปเปอร์ซัลเฟส   + น้ำ

ปฏิกิริยาเดินหน้าจำเป็นจะต้องใช้ความร้อนซึ่งใช้พลังงานเข้าไปดังนั้นจึงเป็นการดูดพลังงาน

ส่วนปฏิกิริยาย้อนกลับเป็นปฏิกิริยาแบบคายความร้อนเนื่องจากให้พลังงานความร้อน

แผนผังแสดงระดับพลังงาน

ในการสลายพันธะจำเป็นต้องใช้พลังงาน

พลังงานจะเกิดขึ้นในขณะที่พันธะก่อตัวขึ้น

ในปฏิกิริยาคายความร้อน พลังงานจะถูกปล่อยออกมาจากการสร้างพันธะใหม่จะมีค่ามากกว่าพลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะที่มีอยู่

ในปฏิกิริยาดูดความร้อน พลังงานที่ต้องใช้ในการสลายพันธะเดิมจะมีมากกว่าพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาเพื่อสร้างพันธะใหม่

การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจะแสดงให้เห็ฯได้จากแผนผังระดับพลังงาน.

ปริมาณของพลังงานที่ถายโอนไปสามารถหาได้โดยการเปรียบเทียบระหว่างพลังงานในตัวทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ที่ได้

การคำนวนหาพันธะเคมี

วิธีการหาค่าพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไปโดยใช้ค่า พันธะเคมีที่รู้ค่า

พันธะเคมีแต่ละชนิดจะมีค่าเฉพาะตัว ไม่ว่าจะปรากฏในสารประกอบชนิดใด

สมการของการเผาไหม้ไฮโดรเจนในอากาศคือ

2H₂ +  O₂    2H₂O

ซึ่งสามารถเขียนแทนได้โดยใช้สูตรโครงสร้างทางเคมีที่เกี่ยวข้อง

2 (H-H)  +  O=O   2 (H-O-H)

พันธะเคมีที่เกี่ยวข้องจะเป็น

ก่อนปฏิกิริยาจะเกิด พันธะระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนจะถูกสลาย

พลังงานใช้ในการสลายพันธะ

พลังงานที่ใช้ในการสลายโมเลกุลของไฮโดรเจน 2 โมเลกุลและออกซิเจน 1 โมเลกุล

                    2     x      H-H     =    2    x    436
                                              = 872 kJ

                                   O=O    = 498 kJ

       Total energy taken in     = 872   +   498
                                              =1370 kJ

พลังงานที่ได้จากการสร้างพันธะ

มีพันธะแบบ O-H 2 พันธะในโมเลกุลน้ำแต่ละโมเลกุล

เมื่อโมเลกุลของน้ำเกิดขึ้น 2 โมเลกุล ก็จะมีพันธะ O-H 4 พันธะ

               4     x     464           = 1856 kJ

พลังงานที่ปล่อยออกมาจะมากกว่าที่ดูดเข้าไป ปฏิกิริยาจึงเป็นแบบคายความร้อน

สำหรับปฏิกิริยานี้ ปริมาณพลังงานที่ให้มีค่าเท่ากับ 1856 – 1370 = 486 kJ

พลังงานกระตุ้น

ปฏิกิริยาหลายชนิดต้องการพลังงานบางอย่างเพื่อให้เกิดขึ้น

ปริมาณพลังงานต่ำสุดที่ต้องการเรียกว่า และมักจะแสดง พลังงานกระตุ้นในแผนผังระดับพลังงาน

ปริมาณพลังงานกระตุ้นจะไม่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงพลังงานโดยรวมของปฏิกิริยา จึงไม่ถูกนำมารวมในการคำนวน
 

เมื่อ ตัวเร่งปฏิกิริยา ถูกใช้ ปฏิกิริยาจะเกิดเร็วขึ้นเนื่องจากปริมาณของพลังงานกระตุ้นถูกทำให้ลดต่ำลง การชนกันของโมเลกุลจึงประสบผลสำเร็จมากขึ้น

แผนภาพแสดงให้เห็นการถ่ายโอนพลังงานจากปฏิกิริยาเคมีเหมือนกัน

เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา พลังงานกระตุ้นจะใช้น้อยลง แต่การถ่ายโอนพลังงานโดยรวมจะเท่าเดิม ในตัวอย่างนี้จะได้พลังงาน 20 kJ