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化学エネルギーとは、化学物質が化学反応を起こして他の物質に変化する際に放出されるエネルギーのことです。化学エネルギーの貯蔵媒体の例としては、電池[ 1 ] 、食品、ガソリン（および、比較的弱い二重結合[ 2 ]のために化学エネルギーが高く、ガソリン燃焼における化学エネルギー放出に不可欠な酸素ガス）[ 3 ] [ 4 ]などがあります。化学結合の切断と再形成にはエネルギーが必要であり、そのエネルギーは化学系に吸収されるか、化学系から放出されます。比較的弱い電子対結合を持つ反応物がより強く結合した生成物に変化すると、エネルギーが放出されます。[ 5 ]したがって、比較的弱く結合した不安定な分子は化学エネルギーを蓄えています。[ 2 ]
化学物質間の反応によって放出または吸収されるエネルギーは、初期温度と最終温度が同じ場合、生成物と反応物のエネルギー含有量の差に等しくなります。このエネルギーの変化は、反応物と生成物の結合エネルギーから推定できます。また、次の式からも計算できます。反応物分子の生成内部エネルギー、および化学反応の内部エネルギー変化は、ボンベ熱量計のような密閉容器内で体積が一定で、初期温度と最終温度が等しい条件下で測定した場合、交換された熱量に等しくなります。しかし、大気に開放された容器内での反応のように圧力が一定の条件下では、圧力と体積による仕事もエネルギーを放出または吸収するため、測定された熱変化は必ずしも内部エネルギー変化に等しくなりません。（初期温度と最終温度が等しい場合、圧力下での熱変化はエンタルピー変化、この場合は反応エンタルピーに等しくなります。）
関連用語として燃焼熱があり、これは主に分子状酸素の弱い二重結合[ 4 ] [ 6 ]のエネルギーで、燃焼反応によって放出され、燃料の研究によく用いられます。食品は炭化水素燃料や炭水化物燃料に似ており、二酸化炭素と水に酸化されると、放出されるエネルギーは燃焼熱に類似しています（ただし、炭化水素燃料とは評価方法が異なります。食品エネルギーを参照）。
化学ポテンシャルエネルギーは、原子または分子の構造配置に関連するポテンシャルエネルギーの一種です。この配置は、分子内の化学結合または分子間の相互作用の結果である可能性があります。化学物質の化学エネルギーは、化学反応によって他の形態のエネルギーに変換できます。たとえば、燃料が燃焼すると、分子状酸素と燃料の化学エネルギーが熱に変換されます。[ 4 ]緑色植物は、光合成のプロセスを通じて太陽エネルギーを化学エネルギー（主に酸素）に変換し、電気化学反応によって電気エネルギーを化学エネルギーに変換したり、その逆を行ったりすることができます。
類似の用語である化学ポテンシャルは、化学反応、空間輸送、リザーバーとの粒子交換など、物質が構成変化を起こす可能性を示すために用いられます。これはポテンシャルエネルギーそのものではなく、自由エネルギーにより近いものです。用語の混乱は、エントロピーが支配的ではない他の物理学分野では、すべてのポテンシャルエネルギーが有用な仕事をするために利用可能であり、システムが自発的に構成変化を起こすように駆動するため、「自由」ポテンシャルエネルギーと「非自由」ポテンシャルエネルギーの区別がない（したがって「ポテンシャル」という単語が使われる）という事実から生じます。しかし、化学システムのようなエントロピーの大きいシステムでは、この化学ポテンシャルエネルギーを含む存在するエネルギーの総量（熱力学第一法則に従って保存される）は、そのエネルギー量（化学ポテンシャルが由来する熱力学的自由エネルギー）とは分離されます。この熱力学的自由エネルギーは、（第二法則に従って）全体のエントロピーが増加するにつれて、システムを自発的に前進させるように見えます。
