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La chimica è una vasta scienza che copre molti concetti diversi. Quando si insegnano le lezioni introduttive di chimica, come la maggior parte delle lezioni di chimica delle scuole superiori, ci sono diversi fatti e concetti di base che sono elementi fondamentali per la comprensione della chimica. Se padroneggiati, 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 base per lo studio della chimica. La tavola periodica contiene tutti gli elementi noti, ordinati in base al loro numero atomico, che è il numero di protoni in un atomo di quell'elemento. Le righe della tabella periodica sono note come punti, mentre le colonne sono note come gruppi. La tavola periodica aiuta a rivelare schemi 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, noti 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 fornisce elettroni a un altro atomo. Questo trasferimento di elettroni fa sì che gli atomi coinvolti diventino ioni caricati positivamente e negativamente, che sono quindi 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 diseguale, si formano legami polari covalenti. Ciò si verifica perché un atomo ha una forza maggiore sugli elettroni condivisi.
Reazioni chimiche
Le reazioni chimiche si verificano quando atomi o molecole interagiscono tra loro per formare o rompere legami chimici. Gli elettroni sono la chiave per formare questi legami. Gli atomi reagiscono con altri atomi o perché sono alla ricerca di elettroni aggiuntivi o perché hanno elettroni da dare o condividere. Tutte le reazioni chimiche producono o consumano energia.
Acidi e basi
Acidi e basi sono un altro importante campo di studio in chimica. Gli acidi sono sostanze che doneranno uno ione idrogeno (H +), mentre le basi sono sostanze che lo accettano. Quando acidi e basi vengono mescolati insieme in una reazione, si neutralizzano a vicenda e formano acqua e sale.
Stati della materia
Esistono quattro stati della materia: solido, liquido, gas e plasma. I solidi si verificano quando i singoli atomi sono tenuti in posizione vicino ad altri atomi. La loro energia vibrazionale non è sufficiente per separarli l'uno dall'altro. I liquidi si formano quando gli atomi ottengono abbastanza energia, di solito attraverso il calore, per spostarsi l'uno attorno all'altro rimanendo comunque vicini. I gas si verificano quando gli atomi acquisiscono ancora più energia e si muovono liberamente, con poca interazione con gli altri atomi. I plasma sono gas ionizzati formati in condizioni di energia estremamente elevata.