Kjemi er en enorm vitenskap som dekker mange forskjellige konsepter. Når du underviser i innledende kjemiklasser, for eksempel de fleste kjemiundervisningene på videregående skoler, er det flere grunnleggende fakta og begreper som er grunnleggende byggesteiner for forståelsen av kjemi. Når de mestres, gir disse grunnleggende konseptene et sterkt grunnlag for videre studier i kjemifeltet.
Det periodiske systemet
Det periodiske elementet er et av de mest grunnleggende fagene i kjemi. Det periodiske systemet inneholder alle de kjente elementene, plassert i rekkefølge etter deres atomnummer, som er antall protoner i et atom av dette elementet. Radene i det periodiske systemet er kjent som perioder, mens kolonnene er kjent som grupper. Det periodiske systemet hjelper med å avsløre mønstre for mange av de kjemiske egenskapene til elementene. For eksempel har alle elementene i en gruppe det samme antallet elektroner i sitt ytterste skall, kjent som valenselektroner. Av denne grunn deler elementene i en gruppe mange kjemiske og fysiske egenskaper.
Kjemisk binding
Molekyler dannes når atomer tiltrekkes og holdes sammen av kjemiske bindinger. Det er flere typer kjemiske bindinger, som alle involverer deling eller utveksling av elektroner.
Joniske bindinger dannes når ett atom gir elektroner til et annet atom. Denne overføringen av elektroner fører til at de involverte atomene blir positivt og negativt ladede ioner, som deretter tiltrekkes av hverandre.
Kovalente bindinger dannes når atomer deler elektronpar. Antall dannede bindinger er avhengig av antall elektronpar som deles. Når to atomer deler elektroner ulikt, dannes polare kovalente bindinger. Dette skjer fordi ett atom har et sterkere trekk på elektronene som deles.
Kjemiske reaksjoner
Kjemiske reaksjoner oppstår når atomer eller molekyler samhandler med hverandre for enten å danne eller bryte kjemiske bindinger. Elektroner er nøkkelen til å danne disse bindingene. Atomer reagerer med andre atomer enten fordi de er på jakt etter ekstra elektroner eller fordi de har elektroner å gi eller dele. Alle kjemiske reaksjoner produserer eller forbruker energi.
Syrer og baser
Syrer og baser er et annet viktig fagfelt i kjemi. Syrer er stoffer som vil donere et hydrogenion (H +), mens baser er stoffer som vil akseptere en. Når syrer og baser blandes sammen i en reaksjon, nøytraliserer de hverandre og danner vann og et salt.
Tingenes tilstand
Det er fire tilstander av materie - fast, væske, gass og plasma. Tørrstoffer oppstår når individuelle atomer holdes i posisjon nær andre atomer. Deres vibrasjonsenergi er ikke nok til å skille dem fra hverandre. Væsker dannes når atomer får nok energi, vanligvis gjennom varme, til å bevege seg rundt hverandre mens de fremdeles holder seg i nærheten. Gasser oppstår når atomer får enda mer energi og beveger seg fritt, med lite interaksjon med de andre atomene. Plasmaer er ioniserte gasser dannet under forhold med ekstremt høy energi.