A kémia egy hatalmas tudomány, amely sokféle fogalmat lefed. A bevezető kémiaórák, például a legtöbb középiskolai kémiaórák tanításakor vannak több alapvető tény és fogalom, amelyek alapvető építőkövei a megértésnek kémia. Elsajátítva ezek az alapfogalmak erős alapot nyújtanak a kémia területén folytatott további tanulmányokhoz.
A periódusos rendszer
Az elemek periódusos rendszere a kémia egyik legalapvetőbb tantárgya. A periódusos rendszer az összes ismert elemet tartalmazza, sorrendben elhelyezve atomszámuk szerint, amely az adott elem atomjában lévő protonok száma. A periódusos rendszer sorait periódusoknak, míg az oszlopokat csoportoknak nevezzük. A periódusos rendszer segít feltárni az elemek sok kémiai tulajdonságának mintázatát. Például a csoport összes elemének azonos számú elektronja van a legkülső héjában, amelyet valencia elektronnak nevezünk. Emiatt a csoport elemei sok kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkeznek.
Kémiai kötés
A molekulák akkor keletkeznek, amikor az atomokat kémiai kötések vonzzák és tartják össze. Többféle kémiai kötés létezik, amelyek mindegyike magában foglalja az elektronok megosztását vagy cseréjét.
Az ionos kötések akkor jönnek létre, amikor az egyik atom elektronokat ad a másik atomnak. Ez az elektronátadás azt eredményezi, hogy az érintett atomok pozitív és negatív töltésű ionokká válnak, amelyek aztán vonzódnak egymáshoz.
A kovalens kötések akkor keletkeznek, amikor az atomok megosztják az elektronpárokat. A kialakult kötések száma függ a megosztott elektronpárok számától. Amikor két atom egyenlőtlenül osztja meg az elektronokat, poláris kovalens kötések jönnek létre. Ez azért történik, mert az egyik atom erősebben húzza a megosztott elektronokat.
Kémiai reakciók
Kémiai reakciók akkor fordulnak elő, amikor az atomok vagy molekulák kölcsönhatásba lépnek vagy kémiai kötéseket hoznak létre, vagy megszakítanak. Az elektronok a kulcsok e kötések kialakulásához. Az atomok vagy azért reagálnak más atomokkal, mert további elektronokat keresnek, vagy azért, mert vannak elektronjaik, amelyeket megadhatnak vagy megoszthatnak. Minden kémiai reakció vagy energiát termel, vagy fogyaszt.
Savak és bázisok
A savak és bázisok a kémia másik fontos vizsgálati területe. A savak olyan anyagok, amelyek hidrogéniont (H +) adományoznak, míg a bázisok olyan anyagok, amelyek egyet elfogadnak. Ha a savakat és a bázisokat egy reakcióban összekeverik, semlegesítik egymást, és vizet és sót képeznek.
Anyagállamok
Az anyagnak négy állapota van - szilárd, folyékony, gáz és plazma. A szilárd anyagok akkor fordulnak elő, ha az egyes atomokat más atomok közelében tartják. Rezgési energiájuk nem elegendő ahhoz, hogy elválasszák egymástól. A folyadékok akkor keletkeznek, amikor az atomok elegendő energiát nyernek, általában hő hatására, hogy egymás körül mozogjanak, miközben továbbra is közvetlen közelében tartózkodnak. A gázok akkor fordulnak elő, amikor az atomok még több energiát nyernek és szabadon mozognak, kevés kölcsönhatásban vannak a többi atomdal. A plazmák olyan ionizált gázok, amelyek rendkívül nagy energiájú körülmények között keletkeznek.