Chemie is een enorme wetenschap die veel verschillende concepten omvat. Bij het geven van inleidende scheikundelessen, zoals de meeste scheikundelessen op de middelbare school, zijn er: verschillende basisfeiten en concepten die fundamentele bouwstenen zijn voor het begrip van chemie. Wanneer ze onder de knie zijn, bieden deze basisconcepten een sterke basis voor verdere studie op het gebied van chemie.
Het periodiek systeem
Het periodiek systeem der elementen is een van de meest elementaire studievakken in de chemie. Het periodiek systeem bevat alle bekende elementen, gerangschikt op hun atoomnummer, dat is het aantal protonen in een atoom van dat element. De rijen van het periodiek systeem worden perioden genoemd, terwijl de kolommen groepen worden genoemd. Het periodiek systeem helpt bij het onthullen van patronen voor veel van de chemische eigenschappen van de elementen. Alle elementen in een groep hebben bijvoorbeeld hetzelfde aantal elektronen in hun buitenste schil, ook wel valentie-elektronen genoemd. Om deze reden delen de elementen in een groep veel chemische en fysische eigenschappen.
Chemische binding
Moleculen worden gevormd wanneer atomen worden aangetrokken en bij elkaar gehouden door chemische bindingen. Er zijn verschillende soorten chemische bindingen, die allemaal betrekking hebben op het delen of uitwisselen van elektronen.
Ionische bindingen ontstaan wanneer een atoom elektronen afstaat aan een ander atoom. Deze overdracht van elektronen zorgt ervoor dat de betrokken atomen positief en negatief geladen ionen worden, die vervolgens tot elkaar worden aangetrokken.
Covalente bindingen ontstaan wanneer atomen elektronenparen delen. Het aantal gevormde bindingen is afhankelijk van het aantal elektronenparen dat wordt gedeeld. Wanneer twee atomen elektronen ongelijk delen, worden polaire covalente bindingen gevormd. Dit gebeurt omdat één atoom een sterkere aantrekkingskracht heeft op de elektronen die worden gedeeld.
Chemische reacties
Chemische reacties treden op wanneer atomen of moleculen met elkaar interageren om chemische bindingen te vormen of te verbreken. Elektronen zijn de sleutel tot het vormen van deze bindingen. Atomen reageren met andere atomen omdat ze op zoek zijn naar extra elektronen of omdat ze elektronen hebben om te geven of te delen. Alle chemische reacties produceren of verbruiken energie.
Zuren en basen
Zuren en basen zijn een ander belangrijk studiegebied in de chemie. Zuren zijn stoffen die een waterstofion (H+) zullen afstaan, terwijl basen stoffen zijn die er een zullen accepteren. Wanneer zuren en basen in een reactie met elkaar worden gemengd, neutraliseren ze elkaar en vormen water en een zout.
Staten van materie
Er zijn vier toestanden van materie: vast, vloeibaar, gas en plasma. Vaste stoffen treden op wanneer individuele atomen op hun plaats worden gehouden dicht bij andere atomen. Hun trillingsenergie is niet genoeg om ze van elkaar te scheiden. Vloeistoffen ontstaan wanneer atomen voldoende energie krijgen, meestal door warmte, om om elkaar heen te bewegen terwijl ze toch dicht bij elkaar blijven. Gassen ontstaan wanneer atomen nog meer energie krijgen en vrij bewegen, met weinig interactie met de andere atomen. Plasma's zijn geïoniseerde gassen die worden gevormd onder extreem hoge energie.