化学变化
huà xué biàn huà
化学变化会生成一种或多种性质不同的新物质，例如木材燃烧、铁生锈或牛奶变酸。
Definition
化学变化，也就是化学反应，是通过化学键的断裂和形成，把一种或多种物质转变为化学组成和性质都不同的新物质，所以得到的东西真的和一开始的物质不一样了。化学变化伴随着反映化学键能差异的焓变、反映混乱程度变化的熵变，以及决定这一过程是否自发的自由能变化；化学变化可分为化合反应、分解反应、单置换反应和复分解反应、燃烧反应、酸碱反应和氧化还原反应。判断化学变化发生的证据包括意外的颜色变化、生成气体、生成沉淀、放出或吸收热或光，以及难以逆转，不过在所有情况下质量都是守恒的。
Example
吐司变焦、自行车生锈、蛋糕烘烤，都是化学变化，无法通过冷却或等待来逆转。铁生锈遵循 $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$，把灰色、有磁性、坚固的金属变成橙色、易碎、无磁性的氧化物；燃烧镁则会发出耀眼的白光，留下白色的 $MgO$ 粉末。煮鸡蛋会使其中的蛋白质因氢键和二硫键断裂、形成新的交联而变性，这是一种冷却也无法逆转的化学变化；把糖加热到约 $160^\circ\text{C}$ 以上使其焦糖化，会把蔗糖分解成数百种新化合物，产生褐色和新的风味。
Key Insight
单单出现气泡并不能证明发生了化学变化，因为沸水会产生气泡（物理变化），打开的汽水也会冒泡；真正表明发生化学变化的信号，是出现了原本不存在的气体，比如小苏打遇到醋时冒出的气泡。物理变化与化学变化的界限在固体中最容易变得模糊：冰的熔化是物理变化，但把石灰石加热到 $840^\circ\text{C}$ 却会使它发生化学分解，生成石灰和 $CO_2$；这说明同样的输入（热量），会因为所涉及的物质不同，而触发完全不同类型的变化。