Fakty o chemii w szkole średniej

Chemia to rozległa nauka, która obejmuje wiele różnych koncepcji. Podczas nauczania wstępnych zajęć z chemii, takich jak większość zajęć z chemii w szkole średniej, są kilka podstawowych faktów i pojęć, które są podstawowymi cegiełkami do zrozumienia chemia. Po opanowaniu te podstawowe pojęcia stanowią mocną podstawę do dalszych badań w dziedzinie chemii.

Układ okresowy pierwiastków jest jednym z podstawowych przedmiotów studiów w chemii. Układ okresowy zawiera wszystkie znane pierwiastki, uporządkowane według ich liczby atomowej, która jest liczbą protonów w atomie tego pierwiastka. Wiersze układu okresowego są nazywane okresami, a kolumny nazywane są grupami. Układ okresowy pomaga ujawnić wzorce wielu właściwości chemicznych pierwiastków. Na przykład wszystkie pierwiastki w grupie mają taką samą liczbę elektronów w swojej zewnętrznej powłoce, zwanej elektronami walencyjnymi. Z tego powodu pierwiastki w grupie mają wiele wspólnych właściwości chemicznych i fizycznych.

Cząsteczki powstają, gdy atomy są przyciągane i utrzymywane razem przez wiązania chemiczne. Istnieje kilka rodzajów wiązań chemicznych, z których wszystkie obejmują współdzielenie lub wymianę elektronów.

Wiązania jonowe tworzą się, gdy jeden atom przekazuje elektrony innemu atomowi. Ten transfer elektronów powoduje, że zaangażowane atomy stają się dodatnio i ujemnie naładowanymi jonami, które są następnie przyciągane do siebie.

Wiązania kowalencyjne tworzą się, gdy atomy dzielą pary elektronów. Liczba utworzonych wiązań zależy od liczby współdzielonych par elektronów. Gdy dwa atomy nierówno dzielą elektrony, powstają polarne wiązania kowalencyjne. Dzieje się tak, ponieważ jeden atom silniej przyciąga współdzielone elektrony.

Reakcje chemiczne zachodzą, gdy atomy lub cząsteczki oddziałują ze sobą, tworząc lub rozrywając wiązania chemiczne. Kluczem do tworzenia tych wiązań są elektrony. Atomy reagują z innymi atomami albo dlatego, że szukają dodatkowych elektronów, albo dlatego, że mają elektrony do przekazania lub udostępnienia. Wszystkie reakcje chemiczne wytwarzają lub zużywają energię.

Kwasy i zasady to kolejny ważny kierunek studiów w chemii. Kwasy to substancje, które oddadzą jon wodorowy (H+), podczas gdy zasady to substancje, które go przyjmą. Kiedy kwasy i zasady mieszają się ze sobą w reakcji, neutralizują się nawzajem i tworzą wodę i sól.

Istnieją cztery stany materii – stały, ciekły, gazowy i plazmowy. Ciała stałe występują, gdy poszczególne atomy są utrzymywane w pobliżu innych atomów. Ich energia wibracyjna nie wystarcza do oddzielenia ich od siebie. Ciecze powstają, gdy atomy uzyskują wystarczającą ilość energii, zwykle przez ciepło, aby poruszać się wokół siebie, pozostając nadal w bliskim sąsiedztwie. Gazy pojawiają się, gdy atomy zyskują jeszcze więcej energii i poruszają się swobodnie, przy niewielkiej interakcji z innymi atomami. Plazmy to zjonizowane gazy powstające w warunkach ekstremalnie wysokiej energii.