Chemia jest nauką zajmującą się badaniem składu materii, przemianami substancji w inne substancje oraz warunkami wpływającymi na szybkość przemian i rodzaj powstających produktów

Materia – 114 pierwiastków chemicznych, miliony związków…..

Atom - najmniejszy, niepodzielny metodami chemicznymi budulec materii. Składa się z:

• Jądro atomowe – centralna część atomu skupiająca prawie całą jego masę – składa się z nukleonów (neutronów i protonów)

• Neutron – ciężka elektrycznie obojętna cząsteczka elementarna

• Proton – ciężka elektrycznie dodatnia cząsteczka elementarna.

• Elektron – trwała, elektrycznie ujemna cząstka elementarna .

Pierwiastek chemiczny – zbiór wszystkich atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze.

Cząsteczka – struktura chemiczna zbudowana z jednego rodzaju atomów np. O₂, H₂

Związek chemiczny – połączenie co najmniej dwóch atomów różnych pierwiastków chemicznych, pomiędzy którymi występują wiązania chemiczne.

Liczba masowa

liczba nukleonów w jądrze atomowym

Liczba atomowa

l. protonów = l. elektronów = ładunek elektr. Jądra

Izotopy – atomy danego pierwiastka różniące się

liczbą neutronów w jądrze (liczbą masową)

Izobary – atomy różnych pierwiastków różniące się

liczbą protonów, a więc liczba atomową,

ale o tej samej liczbie masowej

Izotany – atomy pierwiastków o takiej samej

liczbie atomów.

Stany skupienia.

Stały – twardość, kształt, objętość, mała ściśliwość.

Ciekły – brak kształtu, zdefiniowana objętość, mała ściśliwość.

Gazowy – brak kształtu i objętości, duża ściśliwość.

Cechy substancji

Właściwości fizyczne	Właściwości chemiczne
Barwa, stan skupienia, temperatura topnienia, wrzenia, itp., przewodnictwo elektryczne, cieplne, itp.	Zdolność do reagowania z innymi substancjami bądź brak tej zdolności oraz uleganie rozkładowi na substancje prostsze

Reakcja chemiczna jest przemianą, podczas której jedne substancje przekształcają się w inne substancje: Substraty (reagenty) → Produkty (reagenty)

Objawy reakcji chemicznych:

• Przekazywanie energii (na sposób cieplny lub mechaniczny)

• Przepływ prądu;

• Huk;

• Efekt świetlny

• Opis makroskopowy przemiany chemicznej (na podstawie obserwacji);

• Opis mikroskopowy przemiany chemicznej (na poziomie cząsteczek i atomów)

Rodzaje materii: mieszaniny->jednorodne i niejednorodne;

Substancje: -pierwiastki chemiczne -> metale i niemetale

- związki chemiczne -> organiczne i nieorganiczne

Zjawiska fizyczne vs. przemiany chemiczne

W trakcie przemiany fizycznej zmienia się zazwyczaj jedna cecha substancji, np., stan skupienia, podczas przemiany chemicznej powstają nowe substancje o innych cechach niż substancje wyjściowe

Zapis przemiany chemicznej .Zapis przemiany chemicznej powinien być jednoznaczny oraz zawierać ilościowe informacje dotyczące reagentów i substratów (spełniać prawa chemiczne): 2H₂ + O₂→2H₂O

Ilości jednego reagenta określają ilości pozostałych!

Pierwiastki chemiczne reagują ze sobą w stałych, ściśle określonych stosunkach ilościowych nazywanych stosunkami stechiometrycznymi.

Związek chemiczny a mieszanina

Związek chemiczny	Mieszanina
Powstaje tylko w wyniku reakcji chemicznej.	Można otrzymać poprzez mechaniczne zmieszanie składników.
Nie można rozróżnić składników metodami optycznymi.	Czasem można rozróżnić składniki metodami optycznymi.
Nie można rozdzielić składników metodami fizycznymi, jedynie na drodze chemicznej przemiany.	Można rozdzielić na składniki metodami fizycznymi (sączenie, destylacja, itp.).
Składniki nie zachowują swoich indywidualnych właściwości.	Składniki zachowują swoje indywidualne właściwości.
Właściwości związku chemicznego nie zależą bezpośrednio od właściwości składników.	Właściwości mieszaniny zależą od właściwości składników.
Ściśle określony stosunek wagowy składników.	Dowolny stosunek wagowy składników.

Hipoteza Avogadro

• Jednakowe objętości dwóch różnych gazów znajdujących się pod tym samym ciśnieniem zawierają jednakową liczbę cząsteczek.

• Skoro mol każdej substancji zawiera taką samą liczbę cząsteczek i w jednakowych objętościach różnych gazów znajdują się identyczne liczby cząsteczek, to mol dowolnego gazu musi mieć taką samą objętość.

• V_M=22,4 L/mol (warunki normalne: T=273 K, p=1013 hPa)

• V_M=24,4 L/mol (warunki standardowe: T=298 K, p=1013hPa)

Masa cząsteczkowa nazywana również względną masą cząsteczkową równa się sumie względnych mas atomowych pierwiastków wchodzących w skład cząsteczki z uwzględnieniem indeksów przy symbolach pierwiastków.

Symbol pierwiastka lub wzór związku chemicznego w równaniu reakcji oznacza nie tylko pojedynczy atom lub cząsteczkę ale również ilości moli reagujących substancji.

Mol chemiczny jest jednostką liczności materii. W jednym molu mieści się 6,02 10²³ atomów, jonów, cząsteczek. Jeden mol zawiera liczbę cząstek zawartych w 12 g nuklidu węgla.

Masa molowa substancji to stosunek masy substancji do jej liczności. Masa molowa atomów jest równa liczbowo masie atomowej wyrażonej w „u”

Cząsteczkowa masa molowa jest sumą mas molowych wszystkich pierwiastków wchodzących w skład tego związku.

Wartościowość. Skład ilościowy związku chemicznego jest określony przez wartościowość pierwiastków wchodzących w skład związku.

- Zdolność do przyłączania przez atom danego pierwiastka określonej liczby atomów jednowartościowych, np. wodoru.

- Elektrowartościowość jonu lub pierwiastka – liczba elektronów oddawanych lub przyjmowanych podczas tworzenia się jonów z atomów.

Wartościowość kowalencyjna – liczba wspólnych par elektronowych tworzonych przez atom danego pierwiastka z innymi atomami w związku chemicznym o wiązaniu kowalencyjnym.

Liczba orbitali atomowych zaangażowanych w tworzenie wiązań chemicznych.

Orbital atomowy Kształt chmury prawdopodobieństwa występowania elektronu dobrze i poglądowo opisuje dany stan elektronowy, wskazując gdzie elektron przebywa najwięcej, a których obszarów unika.

- typu s - kształt sferyczny

- typu p - kształt figur powstałych przez obrót ósemki dookoła podłużnej osi, prawdopodobieństwo znalezienia się elektronu w środkowej części jest równe zeru

- typu d – kształt złożony

- orbital f

Liczby kwantowe - Funkcja falowa ma w swojej postaci pewne parametry, które należy znać, aby obliczyć jej wartość. Te parametry to tzw. liczby kwantowe, które przyjmują określone wartości.

Głowna liczba kwantowa określana literą n określa energię powłoki elektronowej. n=1,2,3,…

Orbitalna liczba kwantowa określana literą l opisuje momentu pędu, charakteryzuje kształt orbitali atomowych. Liczby orbitalne oznaczone są też małymi literami: s, p, d, f, g , …

Magnetyczna liczba kwantowa Określana literą m_l jedna ze składowych wektora momentu pędu.

Spinowa Liczba Kwantowa – m_{s //} Magnetyczna spinowa liczba kwantowa 1927 r. - każdy poziom energetyczny dozwolony dla elektronu w atomie wodoru jest rozszczepiony na dwa blisko siebie leżące poziomy rozdwojenie linii widmowych tłumaczy się istnieniem magnetycznej spinowej liczby kwantowej. W konsekwencji rolę orbitalu atomowego przejął spinorbital atomowy: jednemu orbitalowi atomowemu odpowiadają dwa spin orbitale.

Pojedynczy orbital przedstawia się symbolicznie w postaci małego kwadratu, wewnątrz którego rysujemy strzałki

Zakaz Pauliego dwa elektrony mogą zajmować ten sam orbital tylko wówczas, gdy ich spiny są przeciwne tj. zorientowane w przeciwnych kierunkach. nie mogą istnieć dwa elektrony w identycznym stanie kwantowym, tzn. mające identyczne wartości czterech liczb kwantowych (n, l, ml, m_s

Reguła Hunda elektrony obsadzają orbitale w taki sposób, aby liczba niesparowanych elektronów w danej podpowłoce była możliwie największa. Oznacza to, że przy zapełnianiu kolejnych orbitali elektronami wszystkie orbitale odpowiadające (orbitale o tych samych liczbach kwantowych n i l) zostaną zapełnione najpierw po jednym elektronie o spinie równoległym, a dopiero potem drugim elektronem o spinie przeciwstawnym