化学变化的实质是旧键的断裂和新键的生成。发生化学变化时分子破裂为原子，原子重新组成新的分子，化学变化前后原子的种类、数目不变，分子的种类一定改变。
化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移，生成新的分子并伴有能量的变化的过程，其实质是旧键的断裂和新键的生成。
化学变化过程中总伴随着物理变化。在化学变化过程中通常有发光、放热、也有吸热现象等。按照原子碰撞理论，分子间发生化学变化是通过碰撞完成的，要完成碰撞发生反应的分子需满足具有足够的能量和正确的取向。因为反应需克服一定的分子能垒，所以须具有较高的能量来克服分子能垒。两个相碰撞的分子须有正确的取向才能发生旧键断裂。
从微观上可以理解化学变化的实质：化学反应前后原子的种类、个数没有变化，仅仅是原子与原子之间的结合方式发生了改变，原子是化学变化的最小微粒。例如对于分子构成的物质来说，就是原子重新组合成新物质的分子。物质的化学性质需要通过物质发生化学变化才能表现出来，因此可以利用使物质发生化学反应的方法来研究物质的化学性质，制取新的物质。
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