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水素は反応性の高い燃料です。既存の分子結合が壊れ、酸素と水素原子の間に新しい結合が形成されると、水素分子は酸素と激しく反応します。反応の生成物は反応物よりも低いエネルギーレベルであるため、エネルギーの爆発的な放出と水の生成が生じます。しかし、水素は室温では酸素と反応しません。混合物に点火するにはエネルギー源が必要です。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
水素と酸素は結合して水を生成し、その過程で大量の熱を放出します。
水素と酸素の混合
水素と酸素ガスは、化学反応なしで室温で混合します。これは、分子の速度が反応物間の衝突中に反応を活性化するのに十分な運動エネルギーを提供しないためです。十分なエネルギーが混合物に導入されると、ガスの混合物が形成され、激しく反応する可能性があります。
活性化エネルギー
混合物に火花を導入すると、水素および酸素分子の一部の温度が上昇します。高温の分子はより速く移動し、より多くのエネルギーと衝突します。衝突エネルギーが反応物間の結合を「破壊」するのに十分な最小活性化エネルギーに達すると、水素と酸素の間の反応が続きます。水素は活性化エネルギーが低いため、酸素との反応を引き起こすのに必要な火花はわずかです。
発熱反応
すべての燃料と同様に、反応物、この場合は水素と酸素は、反応の生成物よりも高いエネルギーレベルにあります。これは、反応からのエネルギーの正味放出をもたらし、これは発熱反応として知られています。 1組の水素と酸素分子が反応した後、放出されたエネルギーが周囲の混合物の分子を反応させ、より多くのエネルギーを放出します。その結果、熱、光、音の形でエネルギーを迅速に放出する爆発的で急速な反応が生じます。
電子挙動
サブ分子レベルでは、反応物と生成物のエネルギーレベルの違いの理由は、電子配置にあります。水素原子にはそれぞれ1つの電子があります。それらは2つの分子に結合し、2つの電子（それぞれ1つ）を共有できるようにします。これは、最も内側の電子シェルが2つの電子で占有されている場合、エネルギー状態がより低い（したがって、より安定している）ためです。酸素原子にはそれぞれ8つの電子があります。それらは、4つの電子を共有することで2つの分子に結合し、最も外側の電子シェルがそれぞれ8つの電子で完全に占有されるようにします。しかし、2つの水素原子が1つの酸素原子と電子を共有すると、電子のはるかに安定した配列が生じます。反応物の電子を軌道から「外に出す」ために必要なエネルギーはわずかで、エネルギー的に安定した配列に再配列して、新しい分子H2Oを形成できます。
製品
水素と酸素の間の電子的な再配列による新しい分子の生成に続いて、反応の生成物は水と熱になります。水を加熱してタービンを駆動するなど、熱を利用して作業を行うことができます。生成物は、この化学反応の発熱、連鎖反応の性質により、迅速に生産されます。すべての化学反応のように、反応は簡単に可逆的ではありません。