Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birleşimlerini, etkileşimlerini, tepkimelerini araştıran ve uygulayan bilim dalıdır. Kimya bilmi daha kapsamlı bir ifadeyle maddelerin özellikleriyle, sınıflandırılmasıyla, atomlarla, atom teorisiyle, kimyasal bileşiklerle, kimyasal tepkimelerle, maddenin hâlleriyle, moleküller arası ve moleküler kuvvetlerle, kimyasal bağlarla, tepkime kinetiğiyle, kimyasal dengenin prensipleriyle vb konularla ilgilenir. Kimyanın en önemli dalları arasında analitik kimya, anorganik kimya, organik kimya, fizikokimya ve biyokimya sayılır.
Periyodik tablo, kimyasal elementlerin sınıflandırılması için geliştirilmiş tablodur. Dilimizde periyodik tablo, periyodik cetvel, periyodik çizelge, elementler tablosu gibi birçok şekilde isimlendirilmiştir. Bu tablo bilinen bütün elementlerin artan atom numaralarına göre sıralanışıdır. Periyodik cetvelden önce de bu yönde çalışmalar yapılmış olmakla birlikte, mucidi genelde Rus kimyager Dmitri Mendeleyev kabul edilir. 1869'da Mendeleyev atomları artan atom ağırlığına göre sıraladığında belli özelliklerin tekrarlandığını fark etti. Özellikleri tekrarlanan elementleri alt alta yerleştirdi ve buna grup adını verdi.
Hidrojen, sembolü H, atom numarası 1 olan kimyasal bir element. Standart sıcaklık ve basınç altında renksiz, kokusuz, metalik olmayan, tatsız, oldukça yanıcı ve H2 olarak bulunan bir diatomik gazdır. 1,00794 g/mol'lük atomik kütlesi ile tüm elementler arasında en hafif olanıdır. Periyodik cetvelin sol üst köşesinde yer alır. Hidrojenin adı, Yunancada "su oluşturan" anlamına gelen ὑδρογόνο'dan (idrogono) kelimesinden gelir.
Fermiyon, parçacık fiziğinde, Fermi-Dirac istatistiğine uyan parçacıktır. Başka bir deyişle, Enrico Fermi ve Paul Dirac'ın gösterdiği üzere, Bose-Einstein istatistiğine sahip bozonların aksine fermiyonlar, belirtilen zamanda sadece bir kuantum durumuna karşılık gelebilen parçacıklardır. Eğer iki ayrı fermiyon uzayda aynı yerde tanımlanmışsa her bir fermiyonun özelliği birbirinden farklı olmak zorundadır. Örnek olarak, iki elektron bir çekirdeğin etrafında aynı orbitalde bulunacaklarsa, bu kez aynı spin durumunda olamazlar ve her orbitalde elektronun biri yukarı diğeri aşağı spin durumundadır.
Hidrokarbon, sadece karbon ve hidrojen atomlarından oluşan kimyasal bileşiklerin genel adı.
Karbon, doğada yaygın bulunan ametal kimyasal elementtir. Evrende bolluk bakımından altıncı sırada yer alan karbon, kızgın yıldızlarda hidrojenin termonükleer yanmasında temel rol oynar. Dünyada hem doğal halde, hem de başka elementlerle bileşik halinde bulunan karbon, ağırlık olarak Dünya'nın yerkabuğunun yaklaşık %0,2'sini oluşturur. En arı (katışıksız) biçimleri elmas ve grafittir; daha düşük arılık derecelerinde maden kömürünün, kok kömürünün ve odun kömürünün bileşeni olarak bulunur. Atmosferin yaklaşık % 0,05'ini oluşturan ve bütün doğal sularda erimiş olarak bulunan karbon dioksit, kireç taşı ve mermer gibi karbonat mineralleri, kömürün, petrolün ve doğalgazın başlıca yapıtaşları olan hidrokarbonlar, en bol bulunan bileşikleridir.
Alkali metaller periyodik tablonun birinci grubunda yer alan metallerdir. Fransiyum dışında hepsi, yumuşak yapıda ve parlak görünümdedir.
Alkalinler ya da Toprak Alkali Metaller:
Periyodik tablonun baştan ikinci (2A) grubunda yer alan elementlerdir.
Periyodik tabloda dikey sütunlara grup denir. Aynı grupta olan elementlerin kimyasal özellikleri benzerdir. Yukarı doğru dikeyce çıktıkça özellik yoğunlaşır ve belirginleşir. Bir A grubuna ait elementin son katmanında kaç elektron varsa grup sıralaması da odur. Örneğin, berilyum (Be) atomunun son katmanında 2 elektron vardır ve bu atom 2A grubunun elementi olur.
Klor, VIIA grubunda bulunan hafif, keskin kokulu, yeşilimsi sarı renkli, tahriş edici ve zehirleyici bir gaz. Havadan 2,5 kat ağır olan klor ilk zamanlar bir bileşik olarak kabul ediliyordu. Klor ilk olarak 1774 yılında Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildi. 1810 yılında ise bugünkü ismi Humphry Davy tarafından verildi.
Molekül, birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır. Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı sayılarda farklı atomların bağlanması sonucunda oluşabilirler. Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2 oksijen atomundan oluşur. Diğer taraftan bir kan proteini olan gamma globulin 1996 sayıda atomdan oluşmakla birlikte sadece 4 çeşit farklı atom içerir; hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojen. Molekülleri oluşturan kimyasal bağlara Moleküler bağlar denir. Bunlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.
Kimyasal bağ, atomların veya iyonların molekülleri, kristalleri ve diğer yapıları oluşturmak üzere birleşmesidir. Bağ, iyonik bağlar'da olduğu gibi zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik kuvvetten veya kovalent bağ'larda olduğu gibi elektronların paylaşılmasından veya bu etkilerin bazı kombinasyonlarından kaynaklanabilir. Açıklanan kimyasal bağların farklı mukavemetleri vardır: kovalent, iyonik ve metalik bağlar gibi "güçlü bağlar" veya "birincil bağlar" ve dipol-dipol etkileşimleri, London dağılım kuvveti ve hidrojen bağı gibi "zayıf bağlar" veya "ikincil bağlar" vardır.
Aminler, amonyaktaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun organik radikaller ile değiştirilmesi yöntemiyle türetilmiş organik bileşikler ve fonksiyonel gruplardır. Yapısal olarak aminler amonyağa benzerler, ama bir veya daha fazla hidrojen atomu, alkil veya aril gibi organik sübstitüentlerle yer değiştirmiştir. Bu kuralın önemli bir istisnası RC(O)NR2 tipi bileşiklerdir (C(O) karbonil grubuna karşılık gelir), bunlara amin yerine amid denir. Amidler ve aminlerin yapıları ve özellikleri farklı olduğu için bu ayrım kimyasal olarak önemlidir. Adlandırma açısında biraz akıl karıştırıcı olan bir nokta, bir aminin N-H grubunun N-M (M= metal) ile değişmesi hâlinde buna da amid denmesidir. Örneğin (CH3)2NLi, lityum dimetilamid'dir.
Organik kimyada bazı atom halkalarının yapısı beklenenin üstünde kararlıdır. Doymamış bağlar, yalın elektron çiftleri veya boş orbitallerden oluşan konjüge bir halkanın konjüge olmasından beklenecek kararlılıktan daha yüksek bir kararlılık gösterme özelliğine aromatiklik denir. Aromatiklik, halkasal delokalizasyon ve rezonansın bir belirtisi olarak da düşünülebilir.
Yükseltgenme seviyesi ya da oksidasyon seviyesi, bir atomun reaksiyon sırasındaki elektron değişimini ifade eder. Element hâlde yükseltgenme basamağı sıfır kabul edilir. Reaksiyon sırasında aldığı her elektron yükseltgenme basamağını 1 düşürür, verdiği elektron ise basamağı yükseltir. Fe3O4 gibi bileşiklerde verilen ya da alınan toplam elektronlar atomlara bölüştürülür. Yükseltgenme basamağı kuantize değildir. Burada elektronlar bölünüp atomlara dağıtılmaz, 3 demir atomunda ortaklaşa kullanılır.
Yükseltgen madde bir yükseltgenme-indirgenme (redoks) reaksiyonunda başka bir türden bir elektron alan element ya da bileşiktir. Yükseltgen maddelerin elektron kazandıklarından dolayı indirgendikleri söylenebilir.
Organik reaksiyonlar, organik maddelerin tepkimelerine verilen genel addır.
Azulen organik bir bileşiktir ve Naftalinin bir izomeridir. Naftalinin renksiz olmasına karşın, azulen koyu mavi bir renge sahiptir. İki terpenoid, vetivazulen (4,6-dimetil-2-izopropilazulen) ve guaiazulen (1,4-dimetil-7-izopropilazulen), bu özelliklere sahip azulen iskeletli maddeler, doğal olarak mantar pigmentlerinde, Peygamber ağacı yağında ve bazı deniz omugasızlarında bulunabilir.
Sandviç bileşik, organometalik kimyada iki aren ligandına haptik kovalent bağlarla bağlanmış bir metal içeren kimyasal bir bileşiktir. Arenler, CnHn formülüne, ikame edilmiş türevlere (örn. Cn(CH3)n) ve heterosiklik türevlere (örn. BCnHn+1) sahiptir. Metal genellikle iki halka arasında yer aldığından "sıkıştırılmış" olduğu söylenir. Özel bir sandviç kompleksi sınıfı, metalosenlerdir.
Adını Karl Ziegler ve Giulio Natta'dan alan bir Ziegler-Natta katalizi, 1-alkenlerin (alfa-olefinler) polimerlerinin sentezinde kullanılan bir katalizdür. Çözünürlükleriyle ayırt edilen iki geniş Ziegler-Natta katalizi sınıfı kullanılır:
- Titanyum bileşiklerine dayanan heterojen destekli katalizler, trietilaluminyum Al(C2H5)3 gibi ortak kataliz organoalüminyum bileşikleri ile kombinasyon halinde polimerizasyon reaksiyonlarında kullanılır. Bu kataliz sınıfı sektöre hakimdir.
- Homojen katalizler genellikle Ti Zr veya Hf komplekslerine dayanır. Genellikle farklı bir organoaluminyum kokataliz metilalüminoksan (veya metilalümoksan, MAO) ile kombinasyon halinde kullanılırlar. Bu katalizler geleneksel olarak metalosenler içerirler ancak aynı zamanda çok dişli oksijen ve nitrojen bazlı ligandlar içerirler.
