สสารต่าง ๆ ในโลกนี้เกิดขึ้นจากหน่วยเล็ก ๆ อย่างอะตอม และอะตอมอย่างน้อย 2 อะตอมก็ประกอบกันเป็นโมเลกุล ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยที่สุดที่สามารถอยู่ได้อย่างอิสระแล้วยังแสดงสมบัติของธาตุหรือสสารนั้น ๆ ได้ โดยระหว่างอะตอมจะยึดเหนี่ยวกันด้วยพลังงานพันธะ

พลังงานพันธะ หมายถึง พลังงานที่น้อยที่สุดที่โมเลกุลหนึ่ง ๆ จำเป็นต้องได้รับเพื่อทำลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมในโมเลกุลนั้น ๆ ในสถานะก๊าซ ออกจากกัน ซึ่งพลังงานพันธะนี้สามารถบ่งบอกถึงความแข็งแรงของพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมได้ด้วย ทั้งนี้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของโมเลกุล (แรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุล) แบ่งได้เป็น 3 ชนิดได้แก่
1. พันธะโคเวเลนต์ (Covelent bond)
2. พันธะไอออนิก (Ionic bond)
3. พันธะโลหะ (Metallic bond)

สำหรับพันธะโลหะเป็นพันธะที่มีความแข็งแรงมาก จึงมีค่าพลังงานพันธะสูงกว่าพันธะไอออนิกและพันธะโคเวเลนต์ ตามลำดับ

พลังงานพันธะมีทั้งพลังงานในการสลายพันธะและสร้างพันธะ ซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นส่วนกลับกัน ยกตัวอย่างเช่น หากเราต้องการสลายพันธะของโมเลกุล Cl2 ให้กลายเป็นอะตอม Cl จำนวน 2 อะตอม เราจำเป็นต้องให้พลังงาน 242 kJ (กิโลจูลส์) เข้าไปในระบบหรือระบบจะดูดพลังงานเข้าไป แต่ในทางตรงกันข้าม หากเราต้องการสร้างพันธะระหว่างอะตอม Cl จำนวน 2 อะตอม เพื่อให้กลายเป็น Cl2 จำนวน 1 โมเลกุล ระบบก็จะคายพลังงานออกมา 242 kJ เช่นกัน

สิ่งที่มักจะเกิดขึ้น คือ เราไม่ได้ต้องการคำนวณพลังงานที่จะเกิดขึ้นกับการสลายพันธะของโมเลกุลทั้งหมดในระบบให้กลายเป็นอะตอมอิสระ แต่เราต้องการคำนวณพลังงานลัพธ์ที่อาจจะต้องดูดหรือคายออกมาจากระบบหากเกิดการทำปฏิกิริยาระหว่างสารเคมี 2 ชนิด ยกตัวอย่างเช่น หากเราต้องการรู้ว่าสาร A เมื่อรวมกับสาร B แล้วได้สาร C และ D จะเป็นปฏิกิริยาที่ดูดหรือคายพลังงาน สิ่งที่เราต้องทำคือ

1. เขียนสูตรทางเคมีของสารทั้งหมดให้ถูกต้อง รวมถึงสูตรโครงสร้างแบบเส้น เนื่องจากเราต้องรู้จำนวนพันธะของสารชนิดนั้น ๆ เช่น หาก A คือ มีเทน (CH4) เราจะได้ทราบว่ามีพันธะระหว่าง C-H อยู่ 4 พันธะ เป็นต้น

2. แทนค่าพลังงานพันธะรวมของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ เช่น หากพลังงานพันธะของ C-H เท่ากับ 413 kJ พลังงานที่ใช้ในการสลายพันธะของสาร A คือ 4 x 413 เป็นต้น

3. เมื่อแทนค่าพลังงานของสารทั้งหมดแล้ว เราจะทราบว่าพลังงานโดยรวมของฝั่งสารตั้งต้นหรือสารผลิตภัณฑ์ที่มีค่ามากกว่า หากฝั่งสารตั้งต้นมีค่าสูงกว่า แปลว่าในการเกิดปฏิกิริยานี้จะมีการคายพลังงานออกมา ในทางกลับกันหากค่าพลังงานพันธะของสารฝั่งผลิตภัณฑ์มีค่าสูงกว่าจะเป็นปฏิกิริยาเคมีที่มีการดูดพลังงาน โดยปฏิกิริยาที่มีการคายพลังงาน อาจจะคายพลังงานออกมาในรูปของแสง เสียง หรือความร้อน นั่นแปลว่า ปฏิกิริยานี้อาจจะทำให้เกิดความร้อน แสงสว่าง หรือเสียงดัง เรียกว่า ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exothermic reaction) ในทางกลับกันปฏิกิริยาดูดพลังงานอาจแสดงให้เห็นในรูปแบบของความเย็นที่เกิดขึ้น เรียกว่าปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endothermic reaction)

อย่างไรก็ดี พลังงานที่คำนวณออกมาได้เป็นพลังงานในสภาวะอุดมคติ เพราะความเป็นจริง คือ แม้ในห้องทดลองที่มีการควบคุมปัจจัยที่อาจเกี่ยวข้องอย่างอุณหภูมิ หรือภาชนะก็อาจจะไม่ได้ใช้พลังงานเท่านี้ เพราะมีปัจจัยแวดล้อมอื่น ๆ ที่อาจเกี่ยวข้องได้อีกมาก แต่อย่างน้อยก็ทำให้สามารถคาดเดาได้ถึงผลที่อาจจะเกิดขึ้นของการทำปฏิกิริยาต่าง ๆ นั่นเอง

บทความที่เกี่ยวข้อง
- พันธะเคมี : พันธะไอออนิก พันธะโคเวเลนต์ พันธะโลหะ