L'idrogeno è un combustibile altamente reattivo. Molecole di idrogeno reagiscono violentemente con ossigeno quando l'esistente molecolare obbligazioni pausa e nuovi legami si formano tra gli atomi di ossigeno e idrogeno. Come i prodotti della reazione sono a un livello di energia inferiore rispetto i reagenti, il risultato è un rilascio esplosivo di energia e la produzione di acqua. Ma idrogeno non reagisce con l'ossigeno a temperatura ambiente, una fonte di energia è necessaria per innescare la miscela.
Idrogeno e ossigeno Mix
Idrogeno e ossigeno gassosi agitare a temperatura ambiente con nessuna reazione chimica. Infatti, la velocità delle molecole non fornisce abbastanza energia cinetica per attivare la reazione durante le collisioni tra i reagenti. Una miscela di gas è formata, con il potenziale di reagire violentemente se sufficiente energia sono stati introdotti alla miscela.
Energia di attivazione
Introduzione di una scintilla alla miscela si traduce in temperature sollevate alcuni fra le molecole di idrogeno e ossigeno. Molecole alle più alte temperature viaggiano più velocemente e si scontrano con più energia. Se le energie di collisione a raggiungere un'energia di attivazione minimo sufficiente per "rompere" i legami tra i reagenti, poi segue una reazione tra idrogeno e ossigeno. Poiché l'idrogeno ha un'energia di attivazione bassa solo una piccola scintilla è necessaria per innescare una reazione con l'ossigeno.
Reazione esotermica
Come tutti i combustibili, i reattivi, in questo caso idrogeno e ossigeno, sono a un livello superiore di energia rispetto ai prodotti della reazione. In questo modo il rilascio netto di energia dalla reazione, e questo è noto come una reazione esotermica. Dopo una serie di molecole di idrogeno e ossigeno hanno reagito, l'energia rilasciata trigger molecole nella miscela circostante a reagire, rilasciando più energia. Il risultato è una reazione esplosiva, rapida che rilascia energia rapidamente sotto forma di calore, luce e suono.
Comportamento dell'elettrone
A livello submolecular, il motivo per la differenza nei livelli di energia tra i reagenti e prodotti, si trova con configurazioni elettroniche. Gli atomi di idrogeno hanno un elettrone passa. Essi combinano in molecole di due affinché possano condividere due elettroni (uno ciascuno). Questo è perché la shell di elettrone più interno è ad un'energia inferiore stata (e quindi più stabile) quando occupato da due elettroni. Atomi di ossigeno hanno otto elettroni ogni. Essi combinano insieme in molecole di due condividendo quattro elettroni in modo che loro gusci dell'elettrone più esterno sono completamente occupati da otto elettroni ogni. Tuttavia, un allineamento molto più stabile di elettroni si pone quando due atomi di idrogeno condividono un elettrone con un atomo di ossigeno. Solo una piccola quantità di energia è necessario "bump" gli elettroni dei reagenti "fuori" delle loro orbite così che essi possono riallineare l'allineamento più energeticamente stabile, formando una nuova molecola, H2O.
Prodotti
Dopo il riallineamento elettronico tra idrogeno e ossigeno per creare una nuova molecola, il prodotto della reazione è acqua e calore. Il calore può essere sfruttato per utilizzare, ad esempio guidando turbine di riscaldamento dell'acqua. I prodotti sono rapidamente a causa della natura di catena-reazione esotermica, di questa reazione chimica. Come tutte le reazioni chimiche, la reazione non è facilmente reversibile.