Pagrindinės chemijos sąvokos ir dėsniai

CHEMIJA 
MOKSLAS, NAGRINĖJANTIS MEDŽIAGŲ SAVYBES, JŲ SUDĖTĮ BEI SANDARĄ IR VIENŲ MEDŽIAGŲ VIRTIMĄ KITOMIS.

Atomas – mažiausia cheminio elemento dalelė, turinti visas jo chemines ir fizikines savybes. Jis yra elektriškai neutralus ir chemiškai nedalomas.
Atomas sudarytas iš branduolio (protonų bei neutronų) ir apie jį skriejančių elektronų (žr. temoje „Atomo sandara“).

                 Helis    

Medžiaga – materialus objektas, turintis rimties masę. Medžiagos susideda iš mažiausių dalelių: atomų ir molekulių. Medžiagos gali būti vieninės ir sudėtinės.

Vieninės medžiagos – tai iš vienos rūšies atomų sudarytos medžiagos. Jos gali būti:
- vienatomės:  Ne, Ar, Hg, Na; 
- dviatomės:  O₂, Cl₂, Br₂, N₂;
- poliatomės:  P₄, S₈.

Sudėtinės medžiagos – iš kelių skirtingų elementų atomų sudarytos medžiagos. 

Pvz.:
vandenilio chloridas HCl, cukrus C₁₂H₂₂O₁₁, polietenas (– CH₂ = CH₂ –)_n.

Izotopai – to paties cheminio elemento atomai, turintys vienodą protonų skaičių, bet skirtingą masę (neutronų skaičių). (žr. 2.1.2. sk.)
Alotròpija – cheminio elemento gebėjimas egzistuoti dviejų ar kelių vieninių medžiagų (alotropinių atmainų pavidalu). 
Alotropinė atmaina – to paties elemento skirtingos struktūros  ir skirtingų savybių vieninės medžiagos.
Pvz.:
- deguonies alotropinės atmainos: deguonis O₂ ir ozonas O₃;
- fosforo alotropinės atmainos: baltasis, raudonasis, juodasis ir violetinis; 
- anglies alotropinės atmainos: grafitas, deimantas, fulerenas ir kt.

       grafitas                               deimantas                             fulerenas

Cheminis ryšys (žr. 2.3 sk.) – atomų savitarpio sąveika, dėl kurios susidaro molekulė arba kristalas. 

Cheminis ryšys gali būti joninis, kovalentinis, koordinacinis (donoro-akceptorinis), metališkasis ir vandenilinis.

Elektrinis neigiamumas – atomo branduolio savybė prisitraukti kito atomo, su kuriuo junginyje yra sudaręs ryšį (ryšius), elektronus.

Atominė masės vienetas (a.m.v.) – nesisteminis masės vienetas, naudojamas cheminių elementų atominei masei išreikšti. Atominės masės vienetas atitinka anglies izotopo ¹²C atomo masės 1/12 dalį. Jo dydis SI vienetais yra unitas (u).  1u = 1,66057·10^–27 kg.

Elemento santykinė atominė masė (A_r) – vidutinės elementų atomų masės ir 1/12 anglies izotopo ¹²C atomo masės santykis. Vidutinė to paties elemento visų  izotopų vidutinė santykinė atominė masė yra nurodoma periodinėje cheminių elementų lentelėje. 
Pvz.:
A_r(Al) = 27
A_r(O) = 16
A_r(S) = 32

Santykinė molekulinė masė (M_r) – molekulę sudarančių atomų santykinių atominių masių suma, skaitine verte lygi vieno medžiagos molio masei.
Pvz.:
M_r(Na₂SO₄) = 23 · 2 + 32 + 16 · 2 = 142 
M_r(Na₂SO₄ ·10H₂O) = 142 + 10 · 18 = 322
M_r(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12 · 12 +1 · 22 +16 · 11 = 342

Molis – medžiagos kiekio SI sistemos matavimo vienetas (n, mol), lygus medžiagos kiekiui, kuriame yra tiek struktūrinių vienetų (molekulių, jonų, atomų), kiek atomų yra 0,012 kg anglies ¹²C izotopo (6,02 · 10²³).
Vieną molį bet kurios medžiagos sudaro 6,02 · 10²³ struktūrinių vienetų. Šis skaičius vadinamas Avogadro konstanta (N_A, mol^–1).

Molinė masė – vieno medžiagos molio masė (M, g/mol). Molinės masės skaitinė vertė sutampa su santykinės atominės masės arba santykinės molinės masės skaitine verte.

M(Al) = 27 g/mol

M(O₂) = 32 g/mol

M(Na₂SO₄) = 23 · 2 + 32 +16 · 2 = 142 g/mol

M(Na₂SO₄ ·10H₂O) = 142 + 10 ·18 = 322 g/mol

M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12 · 12 + 1 · 22 + 16 · 11 = 342 g/mol

Molinis tūris –  medžiagos 1 molio užimamas tūris. Vienas molis bet kurių dujų normaliomis sąlygomis užima 22,4 litro tūrį. Jis žymimas V_m = 22,4 l/mol. 

Normaliosios sąlygos (n.s.) – T = 273,15 K arba t = 0 ºC, p = 100 kPa (IUPAC) (angl. standard temperature and pressure – STP)

Valentingumas - cheminio elemento atomo sudaromų ryšių su kitais atomais, skaičius. Dažnai atomo valentingumas junginyje lygus periodinės elementų sistemos grupės, kurioje yra elementas, numeriui. 
Vienų elementų valentingumas yra pastovus (pvz., Na, K, Al, Zn, Cd), kitų – kintamas (pvz., junginyje H₂S siera yra dvivalentė, junginyje SO₂ – keturvalentė, junginyje SO₃ – šešiavalentis).

Oksidacijos laipsnis (OL) yra sąlyginis atomo krūvis junginyje, kurį jis turėtų, jeigu prisijungtų ar atiduotų valentinius elektronus.
Oksidacijos laipsnis gali būti teigiamas, neigiamas arba lygus nuliui.
Elementų OL rašomas virš cheminio elemento simbolio, nurodant krūvio ženklą ir vertę. 
Pvz.:



Cheminė formulė – vieninių ar sudėtinių medžiagų sandaros ir sudėties išraiška cheminiais ir kitais simboliais, skaitiniais indeksais.

Pvz.:
Vieninės medžiagos: helis –  He; chloras – Cl₂. Dešinėje apačioje indeksas 2 rodo, kad chloro molekulę sudaro du chloro atomai (dviatomė molekulė).
Sudėtinės medžiagos: vanduo – H₂O. Ji rodo, kad vandens molekulę sudaro du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas;  azoto(V) oksido – N₂O₅. Azoto(V) oksido molekulę sudaro du azoto atomai ir penki deguonies atomai; aliuminio sulfatas – Al₂(SO₄)₃. 

Cheminė formulė būna empirinė ir struktūrinė.

Empirinė formulė – formulė, rodanti junginio elementų paprasčiausią kiekybinį santykį molekulėje. 
Pvz.:
Empirinė formulė CH₂O tinka ir etano rūgščiai CH₃COOH, ir gliukozei C₆H₁₂O₆, ir metanaliui HCOH.

Struktūrinė formulė – molekulės atomų erdvinio išsidėstymo ir ryšių tarp jų  pavaizdavimas plokštumoje.

Struktūrinėse formulėse vienu brūkšniu (–) vaizduojami viengubieji ryšiai, dviem (=) – dvigubieji, o trim (≡) – trigubieji ryšiai.
Pvz.:  
     H₂O                 O₂                  N₂

H – O – H           O = O             N ≡ N

Jonas – tai teigiamąjį arba neigiamąjį elektros krūvį turinčios dalelės, kuriomis virsta atomas ar atomų grupė, atidavusios arba prisijungusios elektronus. 

Katijonas – atomas arba atomų grupė, turinti teigiamąjį krūvį (Na⁺, NH₄⁺).
Anijonas – atomas arba atomų grupė, turinti neigiamąjį krūvį (Cl^–, SO₄^2–, CH₃COO^–).

Disociacija – molekulių ar  sudėtinių  jonų skilimas į kelias mažesnės molekulinės masės daleles (žr. 5.2.3 sk.).

Jonizacija – elektringųjų dalelių – jonų – susidarymas iš neutraliųjų atomų ir molekulių.

Cheminė reakcija – procesas, kai  vienos medžiagos virsta kitomis, vienuose cheminiuose junginiuose nutrūkstant cheminiams ryšiams, persitvarkant juose atomams bei susidarant naujiems ryšiams. 
Vykstant cheminėms reakcijoms susidaro naujos medžiagos su kitomis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis (žr. 4.1 sk.).

Cheminė lygtis – cheminės reakcijos raiška (aprašymas) cheminėmis formulėmis. 

Termocheminė lygtis – cheminė lygtis, kurioje nurodytas šiluminis reakcijos efektas. (žr. 3.xx sk.).

Tankis – tai medžiagos vienetinio tūrio masė (ρ, g/cm³; kg/m³ ).
Pvz.: 
Aliuminio ρ = 2,7 g/cm³ arba 2700 kg/m³

Mišinys – medžiaga, susidedanti mažiausiai iš dviejų sudedamųjų dalių. Mišiniai gali būti vienalyčiai ir nevienalyčiai.

Tirpiklis  – medžiaga, kurios kiekis tirpale yra didžiausias. Dažniausiai tirpiklis yra skystis.

Tirpinys  – ištirpusi medžiaga tirpiklyje. 

Tirpumas – dydis, nusakomas didžiausia tirpinio mase (arba tūriu dujinėms medžiagoms), kuri gali ištirpti 100 g tirpiklio tam tikroje temperatūroje, susidarant sočiajam tirpalui.

Sotusis tirpalas – tirpalas, kuriame yra didžiausia tirpinio masė esant tam tikrai temperatūrai.

Nesotusis tirpalas – tirpalas, kuriame dar gali ištirpti tirpinio, susidarant sočiajam tirpalui, esant tam tikrai temperatūrai.

Persotintasis tirpalas – tirpalas, kuriame tirpinio masė yra didesnė, nei tos pačios temperatūros sočiajame tirpale.