Yleinen kemia/Perusteet

Kemiassa perushiukkasia ovat atomit, jotka koostuvat protoneista, neutroneista ja elektroneista. Kemiallisten aineiden moninaisuus pohjautuu atomien kykyyn yhdistyä molekyyleiksi. Yhdistävää voimaa sanotaan kemialliseksi sidokseksi.

Molekyylin sisältämät aineet ilmoitetaan alkuaineet listaavassa kemiallisessa kaavassa. Esimerkiksi vesi, jonka kaava on H₂O, koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Alkuainekaava ei yksilöi molekyyliä: C₂H₆O voi olla joko etanoli tai dietyylieetteri. Atomien järjestyksen kertoo rakennekaava.

Atomit, joissa on yhtä monta protonia, ovat samaa alkuainetta. Alkuaineet on järjestetty rakenteen perusteella alkuaineiden jaksolliseen järjestelmään, jossa toisiaan kemiallisesti muistuttavat alkuaineet ovat samassa ryhmässä.

Koska pienissäkin määrissä kemiallisia yhdisteitä on valtavasti molekyylejä, on otettu käyttöön ainemäärän yksikkö mooli. Esimerkiksi 50 grammassa metanolia on noin 940 000 000 000 000 000 000 000 molekyyliä eli 1,6 moolia.

Seokset

Aineet jaetaan puhtaisiin aineisiin ja seoksiin. Seosten tärkeä erityistapaus on liuos. Seosten osia voidaan erottaa esimerkiksi suodattamalla, tislaamalla, haihduttamalla, uuttamalla, seulomalla tai liuottamalla.

Reaktiot

Aineiden muuttumista toisiksi aineiksi sanotaan kemiassa reaktioksi. Olomuodon vaihtumista ei pidetä kemiallisena reaktiona vaan fysikaalisena prosessina, koska siinä ei synny uusia sidoksia. Reaktion nopeutta voidaan suurentaa lisäämällä reagoivia aineita, nostamalla lämpötilaa tai käyttämällä sopivaa katalyyttiä. Reaktiossa joko sitoutuu tai vapautuu lämpöä.

Nimeäminen

Kemian alkuaikoina yhdisteitä ei nimetty minkään järjestelmän mukaan. Siksi vieläkin puhutaan triviaalinimin ilokaasusta tai muurahaishaposta, kun tarkoitetaan dityppimonoksidia tai metaanihappoa. Systemaattisen nimeämisen tavoitteena on, että jokainen yhdiste voidaan nimetä yksikäsitteisesti ja että jokaisesta nimestä selviää, miten yhdisteen atomit ovat järjestyneet. Systemaattisen nimistön pohjana ovat kemian järjestö IUPAC:n suositukset.

Mutkikkaiden yhdisteiden systemaattiset nimet ovat pitkiä, joten yhdisteille keksitään triviaalinimiä. Ibuprofeeni, englanniksi ibuprofen, on saanut nimensä osiensa mukaan isobutyylistä (ibu), propaanihaposta (pro) ja fenyylistä (fen). Sen systemaattinen nimi on 2-(p-isobutyylifenyyli)propaanihappo.