เนื้อหา
ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่มีปฏิกิริยาสูง โมเลกุลของมันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอย่างรุนแรงเมื่อพันธะโมเลกุลที่มีอยู่ขาดและเกิดพันธะใหม่ระหว่างอะตอมของออกซิเจนและไฮโดรเจน เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยามีระดับพลังงานต่ำกว่าสารตั้งต้นผลที่ได้คือการปล่อยพลังงานที่ระเบิดได้และการผลิตน้ำ แต่ไฮโดรเจนไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องจำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานเพื่อจุดไฟผสม
ส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจน
ก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจนผสมกันที่อุณหภูมิห้องโดยไม่เกิดปฏิกิริยาทางเคมี เนื่องจากความเร็วของโมเลกุลไม่ได้ให้พลังงานจลน์เพียงพอที่จะกระตุ้นปฏิกิริยาระหว่างการชนกันระหว่างสารตั้งต้น ส่วนผสมของก๊าซจะเกิดขึ้นโดยมีโอกาสที่จะทำปฏิกิริยารุนแรงหากมีการนำพลังงานเข้ามาในส่วนผสมอย่างเพียงพอ
พลังงานกระตุ้น
การนำประกายไฟเข้าสู่ส่วนผสมส่งผลให้เกิดอุณหภูมิสูงระหว่างโมเลกุลของไฮโดรเจนและออกซิเจนบางส่วน โมเลกุลที่อุณหภูมิสูงขึ้นจะเดินทางเร็วขึ้นและชนกับพลังงานมากขึ้น ถ้าพลังงานการชนกันมีพลังงานกระตุ้นขั้นต่ำเพียงพอที่จะ "ทำลาย" พันธะระหว่างสารตั้งต้นปฏิกิริยาก็จะเกิดขึ้น เนื่องจากไฮโดรเจนมีพลังงานกระตุ้นต่ำจึงจำเป็นต้องมีประกายไฟเพียงเล็กน้อยเพื่อเริ่มปฏิกิริยากับออกซิเจน
ปฏิกิริยาคายความร้อน
เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงทั้งหมดสารตั้งต้นในกรณีนี้คือไฮโดรเจนและออกซิเจนอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา ส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานร่วมกันจากปฏิกิริยาและสิ่งนี้เรียกว่าปฏิกิริยาคายความร้อน หลังจากโมเลกุลของไฮโดรเจนและออกซิเจนจำนวนหนึ่งได้ทำปฏิกิริยาแล้วพลังงานที่ปล่อยออกมาจะทำให้โมเลกุลรอบข้างเกิดปฏิกิริยาเช่นกันโดยปล่อยพลังงานออกมามากขึ้น ผลลัพธ์ที่ได้คือปฏิกิริยาที่รวดเร็วและระเบิดซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างรวดเร็วในรูปของความร้อนแสงและเสียง
พฤติกรรมอิเล็กทรอนิกส์
ในระดับใต้โมเลกุลสาเหตุของความแตกต่างของระดับพลังงานระหว่างรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์อยู่ในการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ อะตอมของไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนอย่างละหนึ่งตัว พวกมันรวมกันเป็นโมเลกุลของสองอะตอมเพื่อให้สามารถแบ่งอิเล็กตรอนสองตัว (หนึ่งตัวจากแต่ละอะตอม) เนื่องจากระดับอิเล็กทรอนิกส์ด้านในสุดอยู่ในสถานะพลังงานที่ต่ำกว่า (และเสถียรกว่า) เมื่อถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนสองตัว อะตอมของออกซิเจนมีอิเล็กตรอนแปดตัว พวกมันรวมกันเป็นโมเลกุลสองอะตอมโดยใช้อิเล็กตรอนสี่ตัวเพื่อให้ชั้นอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่นอกสุดของพวกมันถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนแปดตัว อย่างไรก็ตามการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เสถียรกว่ามากเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมใช้อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมออกซิเจน จำเป็นต้องใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยในการพาอิเล็กตรอนออกจากวงโคจรเพื่อให้พวกมันสามารถปรับสภาพตัวเองในรูปแบบที่เสถียรที่สุดอย่างมีพลังสร้างโมเลกุลใหม่ H2O
ผลิตภัณฑ์
หลังจากการจัดแนวอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาคือน้ำและความร้อน สามารถควบคุมความร้อนเพื่อผลิตงานได้เช่นการขับเคลื่อนกังหันน้ำร้อน ผลิตภัณฑ์ถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากลักษณะการคายความร้อนของปฏิกิริยาลูกโซ่ เช่นเดียวกับปฏิกิริยาทางเคมีกระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ง่าย