Los átomos o iones presentes en las sustancias se reacomodan liberando energía de enlace por cada nuevo enlace químico formado. La suma de todos los enlaces químicos rotos y formados corresponde a la energía de una reacción química. Para que ocurra una reacción química debe haber suficiente energía para romper los enlaces y formar nuevos. El encuentro entre los átomos de distintos conjuntos es lo que provoca el rompimiento y la formación de enlaces. El modelo dinámico que explica los cambios químicos establece que cuando dos sustancias se encuentran y chocan hay un intercambio de energía. Los átomos se unen para formar enlaces más estables, a costa de romper los menos estables. Para esto es necesario que los choques se produzcan con un mínimo de energía y una buena orientación. El problema es similar a una competencia entre saltadores de garrocha. Para que un salto sea válido es preciso superar la altura a la cual se encuentra el listón, y para ello es necesario que el saltador lleve la suficiente energía (en este caso es en forma de impulso) y salte, además, en la dirección y con la pirueta adecuada. Para conseguirlo, el atleta toma impulso e intenta elevarse. Si el listón está muy bajo, cualquier atleta puede pasarlo, porque la altura es pequeña; pero si el listón se coloca muy alto, sólo podrán superarlo los mejores, los que han entrenado con más esfuerzo y han practicado la técnica para ello. Algo parecido ocurre en el caso de las reacciones químicas. Sólo aquellas moléculas que choquen con una energía superior a un cierto valor, se convertirán en otras. Esa energía es lo que se denomina energía de activación y podría compararse con la altura del listón que ha de superar el saltador. Sólo aquellos atletas que salten con la energía adecuada podrán conseguirlo.
Los distintos conjuntos de átomos se mueven a grandes velocidades. Cuando dos de ellos con la suficiente velocidad se encuentran y chocan, la energía cinética se utiliza para vencer las fuerzas de interacción de los átomos que la forman y se rompe el enlace. Los átomos vuelven a encontrarse, pero ahora para formar las nuevas sustancias. En los nuevos enlaces formados se tienen nuevas interacciones, esta vez más fuertes, y se libera energía (la energía del enlace). Como los enlaces formados son más fuertes darán más energía que la utilizada para romper los enlaces de las moléculas iniciales. Esta energía se recibe como energía térmica, luminosa o mecánica (como en el caso de una explosión). Un ejemplo común son las reacciones de combustión. En química, a estas reacciones que liberan energía se les llama exoenergéticas o exotérmicas.
Muchas veces sucede que, para que ocurra una reacción exoenergética, primero se debe dar energía al sistema, por ejemplo calentando los reactivos. Este calentamiento no es otra cosa que la energía de activación necesaria para que inicie la reacción. Algunos ejemplos cotidianos de reacciones exoenergéticas que necesitan de una energía de activación son el prender un encendedor o una estufa de gas (la energía de activación la proporciona la chispa) o el quemar papel, madera y alcohol (la energía de activación la proporciona el cerillo para encenderlos).
Si los enlaces de las nuevas sustancias son más débiles que los enlaces de las sustancias iniciales, cuando se forman los nuevos enlaces se obtiene menos energía que la utilizada para romper los enlaces de las moléculas originales (los reactivos). Es decir, para que la reacción química se lleve a cabo debe proporcionarse constantemente energía. A estas reacciones en química se les llama endoenergéticas o endotérmicas. Algunos ejemplos de reacciones endoenergéticas que necesitan de energía para que ocurran son la fotosíntesis (la energía la proporciona el Sol), la descomposición de muchas gasolinas en componentes más ligeros y la electrólisis del agua. Sin embargo, algunas reacciones endoenergéticas ocurren sin la necesidad de proporcionar energía, como el caso de la reacción entre el ácido acético y el bicarbonato de sodio.
Para que ocurra una reacción química deben cumplirse al menos dos condiciones: en el caso más sencillo deben romperse los enlaces para dejar a los átomos sueltos y deben encontrarse los átomos sueltos con otros para formar nuevos enlaces. En ocasiones, lo difícil es romper los enlaces iniciales y por eso a veces se calientan las sustancias o de alguna forma se les transfiere energía. Una vez rotos los enlaces, la reacción puede llevarse a cabo en muchas direcciones: por ejemplo, pueden juntarse unos con otros con muchas posibilidades para formar múltiples enlaces nuevos.
Lo más interesante de la química es tratar de predecir cuáles enlaces se van a formar y cuáles se van a romper, porque así se sabe y se explica la forma en que reaccionan las sustancias y, de alguna manera, es como predecir el futuro.
Las pilas
Se utilizan todo el tiempo y están en todas partes: en los reproductores de música portátiles, los teléfonos celulares, los juguetes, los automóviles, etcétera.
Las pilas tienen dos terminales (polos), una positiva y otra negativa. Si se conecta un alambre entre ambas terminales, los electrones fluirán a grandes velocidades del polo negativo al positivo. Cuando esto ocurre, en el interior de la pila se lleva a cabo una reacción química. Actualmente hay en el mercado una gran variedad de pilas: las de zinc-carbón (más baratas), las alcalinas (más durables), las de litio (para cámaras fotográficas digitales y teléfonos celulares), las de plomo-ácido (las baterías de los automóviles), las de níquel-cadmio, las de zincaire (recargables ambas) y algunas otras.
El problema con las pilas es que algunas de las sustancias utilizadas para producirlas son tóxicas y cuando éstas se desechan contaminan el suelo y el agua, principalmente, además de ocasionar daños a la salud.
Para colaborar en la solución de este problema, es mejor utilizar pilas recargables. Una de estas pilas puede sustituir de 250 a 300 pilas desechables, además de que permite al usuario ahorrar. También puede evitarse la compra de aparatos que utilicen pilas. Esta medida también favorece el ahorro, pues la energía de las pilas es aproximadamente 300 veces más cara que la energía eléctrica. Otra medida importante para evitar el consumo excesivo de pilas es no comprar pilas piratas, más baratas pero menos durables, además de que no pasan por ningún control de calidad.
