En chimie, les réactions sont classées selon la manière dont elles gèrent l’énergie. Réactions exergoniques libère de l'énergie, généralement sous forme de chaleur ou de lumière, tandis que les réactions endergoniques consommer de l'énergie pour continuer.
La combustion de l'essence est une réaction exergonique classique. Les molécules d'octane contenues dans l'essence contiennent plus d'énergie chimique que l'eau et le dioxyde de carbone produits, de sorte que l'énergie est libérée lorsque le carburant brûle. En revanche, la photosynthèse dans les arbres est un processus endergonique qui stocke l'énergie en convertissant le dioxyde de carbone et l'eau en molécules organiques complexes comme la cellulose.
Les organismes dépendent fortement des réactions endergoniques pour construire des biomolécules essentielles telles que les acides aminés, les nucléotides et les graisses. Ces processus tirent de l’énergie de sucres ou d’autres substrats à haute énergie. Étant donné que les réactions endergoniques ne peuvent pas se dérouler spontanément, les cellules fournissent l'énergie nécessaire via l'ATP ou d'autres coenzymes.
Même les réactions exergoniques nécessitent souvent un apport initial d’énergie, appelé énergie d’activation, pour surmonter les barrières cinétiques. Par exemple, le charbon de bois a besoin d’une étincelle ou d’une allumette pour s’enflammer. Une fois la réaction déclenchée, l'énergie d'activation stockée est libérée et la réaction se poursuit, libérant plus d'énergie que celle initialement investie.
Les réactions endergoniques sont fréquemment réversibles. Par exemple, brûler une bûche de bois inverse le processus photosynthétique qui a initialement formé l’arbre :les glucides sont oxydés en CO₂ et H₂O, libérant une modeste quantité de chaleur. La difficulté d’inverser une réaction exergonique dépend de la quantité d’énergie supplémentaire qui serait nécessaire pour piloter le processus inverse. Ce concept est souligné par des recherches de l'Université du Nebraska, Lincoln.
Un diagramme de colline d'énergie représente visuellement le profil énergétique d'une réaction. L’axe horizontal montre les coordonnées de réaction (temps ou progression), tandis que l’axe vertical affiche l’énergie totale du système. Pour une réaction exergonique, le diagramme monte jusqu'à un pic, représentant l'énergie d'activation, puis descend en dessous du niveau d'énergie initial. Pour une réaction endergonique, le chemin monte au-dessus de l'énergie de départ, indiquant que le système doit absorber de l'énergie avant que la réaction puisse se terminer.