Chemie je věda, která zkoumá složení, vlastnosti a přeměny hmoty. Dělí se na mnoho podoborů, ale všechny mají společný základ - obecnou chemii.

Chemické složení hmoty

Hmota se skládá z velmi malých částeček (velikosti kolem 10^{-10} \mathrm{~m}), které se jmenuji atomy. Mají zhruba kulovitý tvar a je možné je dále rozdělit na jádro a elektronový obal.
Jádro se nachází uprostřed atomu a tvoří většinu jeho hmotnosti. Obsahuje kladně nabité protony a neutrální neutrony.
Elektronový obal tvoří vnější hranici atomu.
- Je tvořen záporně nabitými elektrony, které se náhodně pohybují v předem vymezených prostorech orbitalech.
- V normálním atomu je vždy stejný počet elektronů a protonů. Atom s přebytkem elektronů se označuje jako aniont, atom s nedostatkem elektronů jako kationt.

Směsi

Naprostá většina hmoty je tvořena směsí více látek. Směsi se dělí na tři skupiny:

Homogenní směsi neboli roztoky neobsahují částice větší, než jednotlivé molekuly. Vznikají rozpouštěním jedné látky ve druhé. Kromě klasických kapalných „roztoků” sem patři třeba směsi plynů a slitiny.
Koloidní směsi obsahují trochu větší částice, ale pořád je od sebe nerozlišíš pouhým okem.
Heterogenní směsi obsahuji částice, které od sebe už dokážeš rozpoznat.
Heterogenní a koloidní směsi se podle toho, jaká skupenství a jak se spolu míchají, dělí na emulze, suspenze, aerosoly, pěny a gely.

Chemická vazba

Orbitaly leží ve vrstvách nad sebou. Elektrony v nejvyšší (valenční) vrstvě mohou vytvořit mezi dvěma atomy vazbu. Skupiny atomů spojených vazbami se jmenují molekuly. Strukturu molekuly popisuje její chemický vzorec.
Každý atom má určitou schopnost přitahovat k sobě elektrony tvořící vazbu (vazebný elektronový pár). Míru této schopnosti určuje elektronegativita.
- Pokud je rozdíl elektronegativit atomů tvořících vazbu menší než 0,4, vzniká nepolární kovalentní vazba.
- Pokud je rozdíl elektronegativit větší než 0,4, ale menší než 1,7, vzniká polární kovalentní vazba.
- Pokud je rozdíl věší než 1,7, vzniká iontová vazba. V tomto případě elektronegativnější atom tomu druhému sebere elektron a atomy u sebe drží elektrostatické síly.

Periodická soustava prvků

Všechny známé prvky jsou podle opakujících se vlastností seřazeny do periodické tabulky.
- Sloupce v tabulce se jmenují skupiny. Každá skupina obsahuje atomy se stejnou konfigurací elektronů ve valenční vrstvě, což se obvykle pojí s velmi podobnými vlastnostmi. Skupiny jsou označeny čísly 1-18.
- Řádky tabulky se označují jako periody a spojuji prvky se stejným počtem vrstev elektronového obalu. Zatím je známo 7 period.
Do „okýnek” jednotlivých prvků se obvykle zapisují základní informace o daném prvku, například protonové číslo, relativní atomová hmotnost, typická oxidační čísla, elektronegativita apod.

Anorganické názvosloví

Každá chemická látka má vlastní název, ze kterého se dá jasně poznat, z čeho se skládá. Pokud znáš název látky, můžeš vytvořit její vzorec a naopak.

Každý název se skládá z podstatného a přídavného jména. Podstatné jméno je název záporně nabité části molekuly, který se ve vzorci píše na konec. Přídavné jméno je název kladné části, kterým vzorec začíná.
Záporné části mají různé názvy. Tohle jsou ty nejčastější:

Název kladné části je odvozen od jeho oxidačního čísla. Vytvoříš ho tak, že vezmeš název prvku a připojíš k němu správnou příponu:

Základní chemické výpočty

Kvůli tomu, jak neskutečně malé jsou jednotlivé atomy a molekuly, se v chemii používají speciální veličiny.
- Hmotnost atomů a molekul vyjadřuje veličina relativní atomová hmotnost \textcolor{#800080}{A_{r}} v případě atomů a relativní molekulová hmotnost \textcolor{#000000}{M}\textcolor{#800080}{_{\mathrm{r}}} v případě molekul. Jejich základní vztahy jsou A_{\mathrm{r}}=\frac{m_{\text{atom }}}{m_{\mathrm{u}}}\text{ a }M_{\mathrm{r}}=\frac{m_{\text{molekula }}}{m_{\mathrm{U}}}kde m_{\mathrm{u}} je atomová hmotnostní konstanta o hodnotě
- Počty atomů nebo molekul ve vzorku vyjadřuje látkové množství \textcolor{#800080}{n}, které vypočítáš takto:n=\frac{N}{N_{\mathrm{A}}}kde N je celkový počet částic a N_{\mathrm{A}} je Avogadrova konstanta o hodnotě 6,022 \cdot 1023 \mathrm{~mol}^{-1}. Jednotkou látkového množství je mol.
- K látkovému množství se vztahují některé další veličiny. Hmotnost jednoho molu určuje molární hmotnost \textcolor{#800080}{M} a platí vztahn=\frac{m}{M}kde m je hmotnost a M je molární hmotnost dané látky. Molární hmotnost vyjádřená v g \cdot \mathrm{mol}^{-1} má stejnou hodnotu jako relativní atomová/molekulová hmotnost.
- Objem jednoho molu určuje molární objem \textcolor{#800080}{V_{\mathrm{m}}}n=\frac{V}{V_{m}}kde V je objem a V_{m} je molární objem dané látky. Za standardních podmínek mají všechny plyny (které se chovají ideálně) molární objem 22,41 \mathrm{dm}^{3} \cdot \mathrm{mol}^{-1}.
Složení roztoků se vyjadřuje hmotnostním zlomkem \textcolor{#800080}{w}=\frac{m_{\text{složky }}}{m_{\text{směsi }}}, nebo molární koncentrací \textcolor{#800080}{c}=\frac{n}{V} Jednotkou molární koncentrace je \mathrm{mol} \cdot \mathrm{dm}^{-3}.

Chemické reakce

V chemických reakcích se zánikem starých a vznikem nových vazeb mění chemické látky na jiné. K zapsání informací o reakci se používá chemická rovnice. Chemické reakce se dělí na několik skupin:

podle vnějších změn
- při syntéze vznikají z jednoduchých látek látky složité
- při analýze se složitá látka rozkládá na jednodušší
- při substituci jedna látka nahradí část té druhé
- při podvojné záměně si dvě molekuly navzájem vymění části
- při srážecí reakci vzniká reakcí dvou látek rozpuštěných v roztoku nerozpustná pevná látka
podle typu přenášených částic
- při acidobazické reakci dochází k přesunu částice \mathrm{H}^{+}
- při redoxní reakci se přenášejí elektrony z jednoho atomu na druhý
- při komplexotvorných reakcích dochází k tvorbě komplexních sloučenin, ve kterých hraji významnou roli koordinačně-kovalentní vazby

Elektrochemie

Každá látka má jistou schopnost oxidovat (odevzdávat elektrony) nebo redukovat se (přijímat elektrony). Tuto vlastnost vyjadřuje redoxní potenciál \textcolor{#800080}{E^0}.
Seřazením kovů podle rostoucích redoxních potenciálů vznikla Beketovova řada kovů.

Kovy napravo dokáží zoxidovat kovy nalevo. Kovy napravo od vodíku se nerozpouští v kyselinách (s výjimkou oxidujících kyselin) a říká se jim ušlechtilé. Kovy nalevo od vodíku se v kyselinách rozpouští a říká se jim neušlechtilé.
Galvanický článek je tvořen z katody z ušlechtilého kovu, která je ponořena do roztoku svých iontů, a anody z neušlechtilého kovu, která je rovněž ponořena do roztoku svých iontů. Vodivým spojením těchto elektrod dojde k přesunu elektronů. Na katodě bude probíhat redukce iontů z roztoku, bude kladnou elektrodou. Na anodě bude probíhat oxidace materiálu anody a bude zápornou elektrodou. Využitelné napětí se získá jako rozdíl redoxních potenciálů obou kovů. Jako galvanický článek funguje i kov podléhající korozi.
Elektrolytický článek má připojený vnější zdroj napětí, který anodě poskytne kladný náboj a katodě záporný. V rámci elektrolýzy se kationty budou redukovat na katodě a anionty oxidovat na anodě.

Acidobazické děje

Kyselina je látka schopná odštěpit proton \left(\mathrm{H}^{+}\right). Čím větší je šance každé molekuly na odštěpení protonu, tím je kyselina silnější.
Zásada je látka schopná přijmout \mathrm{H}^{+}, nebo vypustit částici \mathrm{OH}^{-}, která ho přijme za ni. Nejznámější skupina zásad jsou hydroxidy.
Kyselost roztoku určuje veličina \textcolor{#800080}{\mathbf{pH}}, kterou vypočítáš jako \mathrm{pH}=-\log \left(c_{\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}}\right). Obvykle nabývá hodnot 0-14, neutrální hodnota je 7. Čím menší pH, tím kyselejší roztok.
Kyseliny a hydroxidy spolu reagují podvojnou záměnou (neutralizací) za vzniku solí.

A teď trochu opakování