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화학 반응이 일어나는 주된 이유는 반응물의 에너지 상태와 생성물의 에너지 상태 사이에 차이가 있기 때문입니다. 화학 반응이 자동적으로 일어나는 것은 두가지 기본적인 요소인 엔탈피 변화와 엔트로피 변화에 의해 결정됩니다. 엔탈피는 시스템의 열 에너지 변화를 말합니다. 반응에서 열이 방출되면, 엔탈피는 음수가 됩니다. 이런 경우 시스템의 에너지가 낮아져 자발적으로 반응이 진행될 수 있습니다. 엔트로피는 시스템의 무질서도 또는 난도를 나타냅니다. 일반적으로 엔트로피가 증가하는 반응은 자발적으로 일어날 가능성이 높습니다. 이는 물질들이 더 높은 무질서 상태를 선호하기 때문입니다.
반응이 자동으로 일어나는 대표적인 예는 이 반응은 매우 발열적이며 엔트로피도 증가합니다(가스 형태의 수소가 생성됨). 따라서 엔탈피 변화와 엔트로피 변화 모두 이 반응을 자발적으로 만듭니다.
화학식으로는 다음과 같습니다. Na(s) + H₂O(l) → NaOH(aq) + H₂(g)