Les molécules sont constituées de différents arrangements d'atomes. Il ya 118 types d'atomes, ou des éléments, qui sont faites de trois types de particules subatomiques: protons et neutrons dans un noyau mis en orbite par des électrons. Toutes les réactions chimiques ont à voir avec les interactions entre les couches électroniques des atomes et des molécules. Les réactions chimiques se déplacent autour des atomes, en les combinant de différentes manières, mais ils jamais, jamais changer les atomes eux-mêmes. Les réactions nucléaires, d'autre part, en fait elles-mêmes changent les atomes en divisant le noyau ou la fusion de deux noyaux ensemble.
Réactions chimiques
Les réactions chimiques peuvent être soit endothermique, ce qui signifie qu'ils absorbent l'énergie, ou exothermique, ce qui signifie qu'ils libèrent de l'énergie. Si une réaction est endothermique ou exothermique dépend de combien d'énergie est contenue dans les produits chimiques avant que les réactions se produisent (appelés réactifs) et combien d'énergie les produits chimiques ont après qu'ils ont réagi (appelés produits). L'essence, par exemple, contient beaucoup plus d'énergie que le dioxyde de carbone, vapeur d'eau et autres produits de la réaction. Toute l'énergie qui est libérée ou absorbée par une réaction chimique est due à différentes énergies ou stabilités des différents arrangements d'atomes. La masse de produits est toujours exactement égale à la masse des réactifs. Rien est détruit ou créé, seulement déplacé. Les réactions chimiques sont aussi le plus souvent motivées par les électrons entourant chaque atome. Les noyaux se jamais avoir assez de l'autre à proximité de réagir.
Réactions nucléaires
Dans les réactions nucléaires, les noyaux des atomes eux-mêmes subissent des changements. Le nombre de protons et / ou neutrons dans le noyau change réellement, ce qui signifie que l'atome se transmute en un élément différent. Ce résultat est impossible avec des réactions chimiques, ce qui explique pourquoi les alchimistes du Moyen Age ne furent jamais capables de transmuter le plomb en or. Il existe trois types de base de réactions nucléaires: la désintégration radioactive, fission et fusion. Dans les trois cas, la masse des produits ne sont pas égaux à la masse des réactifs, ce qui se passe jamais au cours de réactions chimiques. Dans une réaction nucléaire, une très petite partie de la question dans les noyaux réactifs se transforme en pure énergie selon la célèbre d'Einstein E = mc ^ 2 de l'équation. Cette équation signifie que la quantité d'énergie créée est égale à la perte de masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré - une quantité incroyable d'énergie à partir d'une petite quantité de matière.
Désintégration radioactive
La désintégration radioactive est le processus graduel et prévisible par quels grands éléments lourds tels que désintégration de l'uranium en éléments plus petits en émettant alpha, bêta ou gamma. Dans rayonnement alpha, le noyau tire hors un noyau d'hélium, contenant deux protons et de neutrons. La désintégration bêta, l'un des neutrons dans le noyau émet un électron et se transforme en un proton. Dans désintégration gamma, le noyau émet un rayonnement électromagnétique d'énergie extrêmement élevé appelé rayons gamma.
Fission
La fission nucléaire se produit lorsque un très grand élément, comme l'uranium ou de plutonium, est divisé en deux, provoquant une énorme libération d'énergie et aussi l'émission de neutrons. Dans un exemple, l'uranium (de masse atomique 235) se divise en xénon (masse 134) et le strontium (masse 100), plus un neutron libre. Une fois de plus, la masse de toutes les pièces résultant est inférieure à la uranium initial car certaines d'entre elles a été converti en énergie.
Fusion
La fusion nucléaire se produit dans des conditions de chaleur et / ou de pression extrême, par exemple au centre du soleil et d'autres étoiles, lorsque deux éléments plus légers, tels que l'hydrogène, un fusible pour créer un plus grand élément tel que l'hélium. Une fois de plus, la masse résultante est inférieure à la masse d'origine, et la différence est la source de toute l'énergie solaire. En moyenne, une réaction de fusion libère plus d'énergie que d'une réaction chimique par un facteur de un million. Tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, de l'oxygène au carbone à l'or, ont été initialement formés dans les réactions de fusion à l'intérieur des étoiles. Les éléments les plus lourds sont formés dans des explosions de supernovae seulement.