在化学问题中内能除了物质内部分子的热运动能（即中学物理中简化定义的内能,严格应称为热力学能）外,还包括分子内部原子间的相互作用能（和化学键能不是同一概念）.分子内部原子间的相互作用能包括了电子和原子核间的引力势能,电子和电子间的排斥势能,核与核之间的排斥势能（以上势能都属于电势能）,还包括电子的动能（不包括核的动能,核的动能已计入分子的动能之中）.上述四项能量的总和构成了分子中原子间的相互作用能,该总和是一个负值（这样的分子才是稳定分子）,它的绝对值就是将分子拆散成孤立原子所消耗的能量,就是化学键能（对于多原子分子,是分子中所有化学键的键能总和）.因此在一定温度压强下（热力学能在该条件下是一个定值）,物质中分子的化学键能越大,该物质内能越小,越能稳定存在.
简而言之,在化学问题中（不考虑核内部的能量）,内能就是热力学能和所有分子内原子间相互作用能的总和.其中原子间相互作用能是化学键能的负值.
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