Μια ουσία υφίσταται χημική αλλαγή όταν η μοριακή της δομή αλλάζει είτε προσθέτοντας ενέργεια στην ουσία είτε αναμειγνύοντας δύο ουσίες μαζί. Σε κάθε περίπτωση, οι χημικοί δεσμοί μέσα στην ατομική δομή σπάνε και επανασυνδέονται για να σχηματίσουν μια άλλη ουσία. Η νέα ουσία έχει συνήθως διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες από την αρχική.
Υπάρχουν δύο είδη αλλαγών στη χημεία. Μια φυσική αλλαγή είναι όταν αλλάζει η μορφή της ουσίας, όπως η αλλαγή της κανονικής φάσης στο νερό ως αποτέλεσμα της θερμοκρασίας. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται από το σημείο πήξης του νερού, αλλάζει από τη στερεή μορφή του νερού, τον πάγο. στην υγρή μορφή, νερό? στην αέρια μορφή, ατμός.
Μια χημική αλλαγή συμβαίνει όταν μια ουσία μετατρέπεται σε μια άλλη ουσία σε ατομικό επίπεδο και οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερις ομάδες. Μια αντίδραση σύνθεσης συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα απλά υλικά συνδυάζονται για να φτιάξουν ένα τρίτο, πιο περίπλοκο υλικό. Μια αντίδραση αποσύνθεσης είναι η διάσπαση μιας πιο σύνθετης ουσίας στα απλά μέρη της. Σε αντιδράσεις απλής αντικατάστασης, ένα στοιχείο έχει αντικαταστήσει ένα άλλο στοιχείο σε ένα πιο πολύπλοκο υλικό για να δημιουργήσει μια νέα ουσία. Οι αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι παρόμοιες με τις αντιδράσεις απλής αντικατάστασης, μόνο με δύο στοιχεία σε ένα υλικό που αντικαθιστούν δύο στοιχεία σε μια άλλη ένωση για να γίνει το τελικό υλικό.
Οι νόμοι της διατήρησης της μάζας και της ενέργειας δηλώνουν ότι ούτε η μάζα ούτε η ενέργεια δημιουργούνται ούτε καταστρέφονται, αλλά αλλάζουν μόνο σε διαφορετική κατάσταση. Έτσι, οι χημικές αλλαγές ταξινομούνται επίσης ανάλογα με το τι συμβαίνει στην ενέργεια ως αποτέλεσμα της αντίδρασης. Οι ενδόθερμες αντιδράσεις απορροφούν ενέργεια, συνήθως θερμότητα ή ηλεκτρική ενέργεια. Οι εξώθερμες αντιδράσεις παράγουν ενέργεια, με αποτέλεσμα η ουσία να αισθάνεται ζεστή ως αποτέλεσμα της ενέργειας που προέρχεται από τους χημικούς δεσμούς των ουσιών.
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να διαπιστώσετε εάν έχει συμβεί μια χημική αλλαγή. Μια αλλαγή στο χρώμα μιας ουσίας μπορεί να σημαίνει ότι έχει λάβει χώρα μια χημική αλλαγή. Τα μεταβαλλόμενα χρώματα των φύλλων το φθινόπωρο, το κοκκινοκαφέ της σκουριάς και το καφέ χρώμα της σάρκας ενός μήλου είναι όλα παραδείγματα χημικών αλλαγών που φαίνονται από τις αλλαγές χρώματος σε μια ουσία.
Μια αλλαγή στη μυρωδιά μιας ουσίας μπορεί επίσης να είναι σημάδι ότι έχει λάβει χώρα μια χημική αλλαγή. Η θειική μυρωδιά των σάπιων αυγών και η μυρωδιά του χαλασμένου γάλακτος είναι σημάδια ότι τα αυγά και το γάλα έχουν υποστεί χημικές αντιδράσεις. Ενώ η μυρωδιά είναι, ίσως, πιο αισθητή, μπορεί επίσης να υπάρχουν και άλλες, ορατές ενδείξεις μιας τέτοιας αλλαγής.
Σε αντίθεση με τις φυσικές αλλαγές, οι χημικές αλλαγές είναι μη αναστρέψιμες. Το να συνθλίψεις ένα κουτί αλουμινίου με το πόδι σου είναι μια φυσική αλλαγή. Θεωρητικά, είναι δυνατό να αφαιρεθούν τα βαθουλώματα και οι ρυτίδες που έχουν τοποθετηθεί στο αλουμίνιο και να το επαναφέρουμε στην αρχική του κατάσταση. Το να κάψετε ένα κομμάτι χαρτί είναι μια χημική αλλαγή. Μόλις καεί, δεν μπορεί να λυθεί.