Energia potențială chimică este energia care este stocată în atomi și în legăturile dintre atomi și poate fi eliberată prin diferite reacții chimice. Un exemplu cu care majoritatea oamenilor sunt familiarizați este energia eliberată atunci când combustibilii fosili, cum ar fi benzina, sunt arse. În acest caz, energia potențială chimică a benzinei este eliberată în principal sub formă de căldură. Corpul uman eliberează energia potențială a alimentelor pentru a fi folosită ca combustibil. Energia potențială chimică este prezentă în mulți compuși și substanțe chimice, atât naturale, cât și produse de om.
Legăturile dintre atomi sunt sursa întregii energii potențiale chimice. Atomii cu legături foarte puternice de tip ionic sau covalent au energie chimică potențială relativ scăzută, deoarece necesită o cantitate mare de energie exterioară pur și simplu pentru a rupe legăturile. Legăturile mai slabe, precum cele de tip van der Waal, au mai multă energie chimică potențială, deoarece necesită relativ puțină energie pentru a se rupe.
Energia este eliberată atunci când aceste legături se formează între atomi, iar energia din reacțiile chimice nu este creată sau distrusă. Aceasta înseamnă că reacțiile chimice pot fi analizate ca ecuații matematice. Deoarece o legătură puternică necesită o cantitate mare de energie pentru a se rupe, aceasta trebuie să însemne că atunci când se formează aceeași legătură, se eliberează multă energie. După aceeași logică, atunci când se formează o legătură slabă, este eliberată relativ puțină energie.
De exemplu, atunci când doi atomi de hidrogen se leagă pentru a forma o moleculă de hidrogen gazos, ei formează o legătură puternică. Acest lucru necesită puțină energie externă pentru a realiza. Energia chimică a atomilor este eliberată sub formă de căldură și lumină. Pentru a rupe legătura dintre cei doi atomi, aceeași cantitate de energie care a fost eliberată atunci când s-au legat trebuie aplicată pentru a rupe legătura. Această energie va fi absorbită de atomi.
Întâlnim zilnic mecanismele de eliberare a energiei potențiale chimice. Arderea gazului în mașinile noastre este doar o modalitate. Modul în care această energie este eliberată este prin combinarea moleculelor de oxigen cu moleculele combustibilului. Moleculele de oxigen și moleculele de combustibil sunt legate cu legături relativ slabe. Când combustibilul arde, moleculele de oxigen și de combustibil sunt rupte și se recombină sub formă de molecule de dioxid de carbon și apă, care sunt ambele formate cu legături foarte puternice, astfel încât se eliberează o cantitate mare de energie. Această energie este apoi convertită de motor în energie cinetică și folosită pentru a deplasa vehiculul.