La chimica è una scienza vasta che copre molti concetti diversi. Quando si insegnano lezioni di chimica introduttiva, come la maggior parte delle lezioni di chimica delle scuole superiori, ci sono diversi fatti e concetti di base che sono fondamentali per la comprensione della chimica. Una volta acquisiti padronanza, questi concetti di base forniscono una solida base per ulteriori studi nel campo della chimica.
La tavola periodica
La tavola periodica degli elementi è una delle materie di studio più elementari in chimica. La tavola periodica contiene tutti gli elementi conosciuti, disposti in ordine per il loro numero atomico, che è il numero di protoni in un atomo di quell'elemento. Le righe della tavola periodica sono conosciute come periodi, mentre le colonne sono conosciute come gruppi. La tavola periodica aiuta a rivelare i modelli per molte delle proprietà chimiche degli elementi. Ad esempio, tutti gli elementi di un gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nel loro guscio più esterno, noto come elettroni di valenza. Per questo motivo, gli elementi di un gruppo condividono molte proprietà chimiche e fisiche.
Legame chimico
Le molecole si formano quando gli atomi sono attratti e tenuti insieme da legami chimici. Esistono diversi tipi di legami chimici, tutti implicanti la condivisione o lo scambio di elettroni.
I legami ionici si formano quando un atomo dà elettroni a un altro atomo. Questo trasferimento di elettroni fa sì che gli atomi coinvolti si trasformino in ioni caricati positivamente e negativamente, che sono attratti l'uno dall'altro.
I legami covalenti si formano quando gli atomi condividono coppie di elettroni. Il numero di legami formati dipende dal numero di coppie di elettroni condivise. Quando due atomi condividono gli elettroni in modo non equo, si formano legami covalenti polari. Ciò si verifica perché un atomo ha una forza maggiore sugli elettroni che vengono condivisi.
Reazioni chimiche
Le reazioni chimiche si verificano quando gli atomi o le molecole interagiscono tra loro per formare o rompere i legami chimici. Gli elettroni sono la chiave per formare questi legami. Gli atomi reagiscono con gli altri atomi perché sono alla ricerca di elettroni aggiuntivi o perché hanno elettroni da donare o da condividere. Tutte le reazioni chimiche producono o consumano energia.
Acidi e basi
Gli acidi e le basi sono un altro campo importante di studio in chimica. Gli acidi sono sostanze che doneranno uno ione idrogeno (H +), mentre le basi sono sostanze che ne accetteranno una. Quando acidi e basi vengono mescolati insieme in una reazione, si neutralizzano a vicenda e formano acqua e un sale.
Stati della materia
Esistono quattro stati della materia: solido, liquido, gas e plasma. I solidi si verificano quando singoli atomi sono tenuti in posizione vicino ad altri atomi. La loro energia vibratoria non è sufficiente a separarli l'uno dall'altro. I liquidi si formano quando gli atomi guadagnano abbastanza energia, solitamente attraverso il calore, per muoversi l'uno intorno all'altro mentre rimangono ancora nelle immediate vicinanze. I gas si verificano quando gli atomi guadagnano ancora più energia e si muovono liberamente, con poca interazione con gli altri atomi. I plasmi sono gas ionizzati formati in condizioni di altissima energia.
