Η χημεία είναι μια τεράστια επιστήμη που καλύπτει πολλές διαφορετικές έννοιες. Κατά τη διδασκαλία εισαγωγικών μαθημάτων χημείας, όπως τα περισσότερα μαθήματα χημείας γυμνασίου, υπάρχουν πολλά βασικά γεγονότα και έννοιες που αποτελούν θεμελιώδη δομικά στοιχεία για την κατανόηση χημεία. Όταν το μάθουν, αυτές οι βασικές έννοιες παρέχουν μια ισχυρή βάση για περαιτέρω μελέτη στον τομέα της χημείας.
Ο Περιοδικός Πίνακας
Ο περιοδικός πίνακας των στοιχείων είναι ένα από τα πιο βασικά θέματα σπουδών στη χημεία. Ο περιοδικός πίνακας περιέχει όλα τα γνωστά στοιχεία, ταξινομημένα κατά σειρά με τον ατομικό αριθμό τους, που είναι ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα άτομο αυτού του στοιχείου. Οι σειρές του περιοδικού πίνακα είναι γνωστές ως περίοδοι, ενώ οι στήλες είναι γνωστές ως ομάδες. Ο περιοδικός πίνακας βοηθά στην αποκάλυψη προτύπων για πολλές από τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων. Για παράδειγμα, όλα τα στοιχεία μιας ομάδας έχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στο εξωτερικό τους κέλυφος, γνωστά ως ηλεκτρόνια σθένους. Για αυτόν τον λόγο, τα στοιχεία μιας ομάδας έχουν πολλές χημικές και φυσικές ιδιότητες.
Χημικός δεσμός
Τα μόρια σχηματίζονται όταν τα άτομα έλκονται και συγκρατούνται από χημικούς δεσμούς. Υπάρχουν διάφορα είδη χημικών δεσμών, όλα που περιλαμβάνουν την ανταλλαγή ή την ανταλλαγή ηλεκτρονίων.
Οι ιωνικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν ένα άτομο δίνει ηλεκτρόνια σε άλλο άτομο. Αυτή η μεταφορά ηλεκτρονίων αναγκάζει τα εμπλεκόμενα άτομα να γίνουν θετικά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα, τα οποία στη συνέχεια έλκονται μεταξύ τους.
Οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν τα άτομα μοιράζονται ζεύγη ηλεκτρονίων. Ο αριθμός των δεσμών που σχηματίζονται εξαρτάται από τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων που μοιράζονται. Όταν δύο άτομα μοιράζονται άνισα τα ηλεκτρόνια, σχηματίζονται πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί. Αυτό συμβαίνει επειδή ένα άτομο έχει μια ισχυρότερη έλξη στα ηλεκτρόνια που μοιράζονται.
Χημικές αντιδράσεις
Οι χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται όταν άτομα ή μόρια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν ή να σπάσουν χημικούς δεσμούς. Τα ηλεκτρόνια είναι το κλειδί για τη διαμόρφωση αυτών των δεσμών. Τα άτομα αντιδρούν με άλλα άτομα είτε επειδή αναζητούν επιπλέον ηλεκτρόνια είτε επειδή έχουν ηλεκτρόνια για να δώσουν ή να μοιραστούν. Όλες οι χημικές αντιδράσεις παράγουν ή καταναλώνουν ενέργεια.
Οξέα και βάσεις
Τα οξέα και οι βάσεις είναι ένας άλλος σημαντικός τομέας σπουδών στη χημεία. Τα οξέα είναι ουσίες που θα δώσουν ένα ιόν υδρογόνου (H +), ενώ οι βάσεις είναι ουσίες που θα δέχονται ένα. Όταν τα οξέα και οι βάσεις αναμιγνύονται μαζί σε μια αντίδραση, εξουδετερώνουν το ένα το άλλο και σχηματίζουν νερό και ένα αλάτι.
Κράτη ύλης
Υπάρχουν τέσσερις καταστάσεις ύλης - στερεά, υγρά, αέρια και πλάσμα. Τα στερεά συμβαίνουν όταν μεμονωμένα άτομα διατηρούνται σε θέση κοντά σε άλλα άτομα. Η δονητική τους ενέργεια δεν είναι αρκετή για να τις χωρίσει μεταξύ τους. Τα υγρά σχηματίζονται όταν τα άτομα αποκτούν αρκετή ενέργεια, συνήθως μέσω της θερμότητας, για να κινούνται μεταξύ τους ενώ παραμένουν σε κοντινή απόσταση. Τα αέρια συμβαίνουν όταν τα άτομα αποκτούν ακόμη περισσότερη ενέργεια και κινούνται ελεύθερα, με μικρή αλληλεπίδραση με τα άλλα άτομα. Τα πλάσματα είναι ιονισμένα αέρια που σχηματίζονται υπό συνθήκες εξαιρετικά υψηλής ενέργειας.