Kemi er en videnskab, der dækker mange forskellige begreber. Når du underviser i indledende kemiklasser, som de fleste gymnasiekemiklasser, er der flere grundlæggende fakta og begreber, der er grundlæggende byggesten til forståelsen af kemi. Når de er mestre, giver disse grundlæggende begreber et stærkt fundament for yderligere studier inden for kemi.
Det periodiske system
Det periodiske system med elementer er et af de mest grundlæggende fag i kemi. Det periodiske system indeholder alle de kendte elementer, placeret i rækkefølge efter deres atomnummer, hvilket er antallet af protoner i et atom af dette element. Rækkerne i det periodiske system er kendt som perioder, mens kolonnerne er kendt som grupper. Det periodiske system hjælper med at afsløre mønstre for mange af elementernes kemiske egenskaber. For eksempel har alle elementerne i en gruppe det samme antal elektroner i deres yderste skal, kendt som valenselektroner. Af denne grund deler elementerne i en gruppe mange kemiske og fysiske egenskaber.
Kemisk binding
Molekyler dannes, når atomer tiltrækkes og holdes sammen af kemiske bindinger. Der er flere slags kemiske bindinger, som alle involverer deling eller udveksling af elektroner.
Ioniske bindinger dannes, når et atom giver elektroner til et andet atom. Denne overførsel af elektroner får de involverede atomer til at blive positivt og negativt ladede ioner, som derefter tiltrækkes af hinanden.
Kovalente bindinger dannes, når atomer deler elektronpar. Antallet af dannede obligationer afhænger af antallet af elektronpar, der deles. Når to atomer deler elektroner uligt, dannes polære kovalente bindinger. Dette sker, fordi et atom har et stærkere træk på de elektroner, der deles.
Kemiske reaktioner
Kemiske reaktioner opstår, når atomer eller molekyler interagerer med hinanden for enten at danne eller bryde kemiske bindinger. Elektroner er nøglen til dannelse af disse obligationer. Atomer reagerer med andre atomer, enten fordi de er på jagt efter yderligere elektroner, eller fordi de har elektroner at give eller dele. Alle kemiske reaktioner producerer eller forbruger energi.
Syrer og baser
Syrer og baser er et andet vigtigt fagområde inden for kemi. Syrer er stoffer, der donerer en hydrogenion (H +), mens baser er stoffer, der accepterer en. Når syrer og baser blandes sammen i en reaktion, neutraliserer de hinanden og danner vand og et salt.
Materiestater
Der er fire stoftilstande - fast, flydende, gas og plasma. Faste stoffer opstår, når individuelle atomer holdes i position tæt på andre atomer. Deres vibrationsenergi er ikke nok til at adskille dem fra hinanden. Væsker dannes, når atomer får tilstrækkelig energi, normalt gennem varme, til at bevæge sig rundt om hinanden, mens de stadig forbliver i nærheden. Gasser opstår, når atomer får endnu mere energi og bevæger sig frit, med lidt interaktion med de andre atomer. Plasmer er ioniserede gasser dannet under forhold med ekstremt høj energi.