Keemia on tohutu teadus, mis hõlmab paljusid erinevaid mõisteid. Sissejuhatavate keemiatundide, näiteks enamike keskkooli keemiatundide õpetamisel on mitmed põhifaktid ja kontseptsioonid, mis on mõistmise aluseks keemia. Kui need valdavad, on need põhimõisted tugeva aluse edasiseks õppimiseks keemia valdkonnas.
Perioodiline tabel
Elementide perioodiline tabel on üks põhilisemaid õppeaineid keemias. Perioodiline tabel sisaldab kõiki teadaolevaid elemente, mis on järjestatud nende aatomnumbri järgi, see on prootonite arv selle elemendi aatomis. Perioodilise tabeli ridu nimetatakse punktideks, veerge aga rühmadeks. Perioodiline tabel aitab paljastada paljude elementide keemiliste omaduste mustreid. Näiteks on kõigi rühma elementide välimisel kestal sama arv elektrone, mida nimetatakse valentselektronideks. Sel põhjusel on rühma elementidel palju keemilisi ja füüsikalisi omadusi.
Keemiline liimimine
Molekulid moodustuvad siis, kui aatomid keemiliste sidemete abil tõmbuvad ligi ja hoiavad neid koos. Keemilisi sidemeid on mitut tüüpi, mis kõik hõlmavad elektronide jagamist või vahetamist.
Ioonilised sidemed tekivad siis, kui üks aatom annab elektronid teisele aatomile. See elektronide ülekanne põhjustab kaasatud aatomite positiivse ja negatiivse laenguga ioonideks, mis seejärel üksteisega tõmbuvad.
Kovalentsed sidemed tekivad siis, kui aatomid jagavad elektronipaare. Moodustunud sidemete arv sõltub jagatavate elektronpaaride arvust. Kui kaks aatomit jagavad elektrone ebavõrdselt, tekivad polaarsed kovalentsed sidemed. See juhtub seetõttu, et ühel aatomil on jagatud elektronide tugevam tõmme.
Keemilised reaktsioonid
Keemilised reaktsioonid tekivad siis, kui aatomid või molekulid suhtlevad omavahel keemiliste sidemete moodustamiseks või purustamiseks. Elektronid on nende sidemete moodustamise võti. Aatomid reageerivad teiste aatomitega kas seetõttu, et nad otsivad täiendavaid elektrone või seetõttu, et neil on elektrone, mida anda või jagada. Kõik keemilised reaktsioonid kas toodavad või tarbivad energiat.
Happed ja alused
Happed ja alused on keemias veel üks oluline uurimisvaldkond. Happed on ained, mis annetavad vesiniku iooni (H +), alused aga ained, mis seda aktsepteerivad. Kui happed ja alused reaktsioonis kokku segatakse, neutraliseerivad nad üksteist ning moodustavad vee ja soola.
Mateeria riigid
Aineid on neli - tahke, vedel, gaasiline ja plasma. Tahked ained tekivad siis, kui üksikuid aatomeid hoitakse asendis teiste aatomite läheduses. Nende vibratsioonienergiast ei piisa üksteisest eraldamiseks. Vedelikud tekivad siis, kui aatomid saavad piisavalt energiat, tavaliselt kuumuse kaudu, et üksteise ümber liikuda, püsides siiski vahetus läheduses. Gaasid tekivad siis, kui aatomid saavad veelgi rohkem energiat ja liiguvad vabalt, teiste aatomitega vähe suheldes. Plasmad on ioniseeritud gaasid, mis tekivad äärmiselt kõrge energia tingimustes.