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.
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.
Atom ağırlığı ya da bağıl atom kütlesi, belirli bir örnekteki bir elementin atomlarının ortalama kütlesinin atomik kütle sabitine oranı olarak tanımlanan boyutsuz bir fiziksel niceliktir. Atomik kütle sabiti, bir karbon-12 atomunun kütlesinin 1/12'si olarak tanımlanır. Orandaki her iki miktar da kütle olduğundan, ortaya çıkan değer boyutsuzdur; dolayısıyla değerin göreceli (bağıl) olduğu ifade edilir.
Oksijen atom numarası 8 olan ve O harfi ile simgelenen kimyasal elementtir. Oksijen ismi Yunanca ὀξύς (oxis - "asit", tam anlamıyla "keskin", asitlerin acı tadı kastedilir) ve -γενής (-genēs) ("üretici", tam anlamıyla "sebep olan şey") köklerinden gelmektedir, çünkü isimlendirildiği zamanlarda tüm asitlerin oksijen içerikli olduğu sanılırdı. Standart şartlar altında, elementin iki atomu bağlanarak çok soluk mavi renkte, kokusuz, tatsız, diatomik yapıdaki, O2 formülüne sahip dioksijen gazını oluşturur.
İzotoplar, periyodik tabloda aynı atom numarasına ve konuma sahip olan ve farklı nötron sayıları nedeniyle nükleon sayıları bakımından farklılık gösteren iki veya daha fazla atom türüdür. Belirli bir elementin tüm izotopları neredeyse aynı kimyasal özelliklere sahipken, farklı atomik kütlelere ve fiziksel özelliklere sahiptirler. İzotop terimi, "aynı yer" anlamına gelen Yunan kökenli isos ve topos 'den oluşur; isimin anlamı ise, tek bir elementin farklı izotoplarının periyodik tabloda aynı pozisyonda yer alması anlamına gelir. Margaret Todd tarafından 1913 yılında Frederick Soddy'ye öneri olarak sunulmuştur.
Fizikte, kütle, Newton'un ikinci yasasından yararlanılarak tanımlandığında cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Doğal olarak kütlesi olan bir cisim eylemsizliğe sahiptir. Kütleçekim kuramına göre, kütle kütleçekim etkileşmesinin büyüklüğünü de belirleyen bir çarpandır (parametredir) ve eşdeğerlik ilkesinden yola çıkılarak bir cismin kütlesi kütleçekimden elde edilebilir. Ama kütle ve ağırlık birbirinden farklı kavramlardır. Ağırlık cismin hangi cisim tarafından kütleçekime maruz kaldığına göre ve konumuna göre değişebilir.
Kimya yasaları, kimya ile ilgili olan doğa yasalarıdır.
Avogadro sayısı kadar atom ya da molekül içeren maddeye 1 mol denir. Mol, hiçbir zaman belli bir kütleyi ifade etmez.
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.
Dalton atom modeli, John Dalton'un 1805 yılında bugünkü atom modelinin ilk temellerini attığı modelidir. Katlı oranlar yasasını bulmuştur. Dalton'un atom kuramına göre elementler, kimyasal bakımdan birbirinin aynı olan atomlar içerirler. Farklı elementlerin atomları birbirinden farklıdır. Bu atom teorisine göre kimyasal bir bileşik, iki veya daha çok sayıda elementin basit bir oranda birleşmesi sonucunda meydana gelir. Kimyasal tepkimelere giren maddeler arasındaki kütle ilişkilerine istinaden, Dalton atomların bağıl kütlelerini de bulmuştur.
Atom kütlesi (ma veya m), bir atomun kütlesini belirtir, bazen Atomik kütle birimi (akb) olarak ifade edilir. Bazen de relative atom kütlesi, ortalama kütle ve atomik ağırlık olarak ifade edilir. Ancak günümüzde tek bir atomun kütlesini hesaplamak imkânsızdır. Onun için kütlesi hesaplanacak atoma referans bir atom seçilir. Bu referans atomu, tüm atomlar için karbon (C)'dur.
Atomik kütle birimi (sembolü akb) veya dalton (sembolü Da), çok ufak kütleli maddelerin, özellikle atom ve moleküllerin kütlelerini hesaplamak için kullanılan ölçü birimidir. Bir karbon12 (C12) atomunun kütlesinin tam olarak 1/12'sine eşittir. Bunun sebebi, karbonun en kararlı ve en kolay bulunabilen elementlerden biri olmasıdır.
Kütlenin korunumu yasası, zaman zaman Lomonosov-Lavoisier kanunu olarak da adlandırılan, kapalı bir sistemde var olan çevrimler ve işlemler ne olursa olsun, kütlenin sabit kalacağını belirten kanundur. Denk bir ifadeyle açıklamak gerekirse kütlenin durumu yeniden düzenlenebilir fakat kütle yaratılamaz veya yok edilemez. Böylece, kapalı bir sistem dahilindeki her türlü kimyasal tepkime ve proseste tepkenlerin kütlesi, ürünlerin kütlesine eşit olmalıdır.
Nükleer bağlanma enerjisi, atomun çekirdeğini bileşenlerine ayırmak için gereken enerjidir. Bu bileşenler nötron, proton ve nükleondur. Bağ enerjisi genelde pozitif işaretlidir çünkü çoğu çekirdek parçalara ayrılmak için net bir enerjiye ihtiyacı vardır. Bu yüzden, genelde bir atomun çekirdeğinin kütlesi ayrı ayrı ölçüldüğünde daha azdır. Bu fark nükleer bağlanma enerjisidir ki bu enerji birbirini tutan bileşenlerin uyguladığı kuvvet tarafından sağlanır. Çekirdeği bileşenlerine ayırırken, kütlenin bir kısmı büyük bir enerjiye dönüştürülür bu yüzden bir kısım kütle eksilir, eksik kütlede bir fark yaratır çekirdekte. Bu eksik kütle, kütle eksiği diye bilinir ve çekirdek oluşurken çıkan enerjiye takabül eder.
Kütle spektrometrisi, İngilizce: Mass spectrometry (MS), kimyasal türleri iyonize edip oluşan iyonları Kütle-yük oranını esas alarak sıralayan bir analitik teknik. Daha basit terimler ile, bir kütle spektrumu bir numunen içindeki kütleleri ölçer. Kütle spektrometrisi birçok farklı alanda kullanılır ve kompleks karışımlara uygulandığı kadar saf numunelere de uygulanır.
Tam sayı kuralı, izotopların kütlelerinin, hidrojen atomu kütlesinin tam sayı katları olduğunu belirtir. Kural, atom ağırlığının hidrojen atomunun ağırlığının katları olması etkisiyle, 1815'te önerilen Prout'un hipotezinin değiştirilmiş bir versiyonudur. Ayrıca keşfi ile 1922 yılında Nobel Kimya Ödülünü kazanan Francis W. Aston sebebiyle Aston tam sayı kuralı olarak da bilinir. Kütle spektografıyla, izotopları, çok sayıda radyoaktif olmayan elementleri ve tam sayı kuralını keşfetmiştir.
Bir kütle spektrometresi tarafından kaydedilen kütle, aletin özelliklerine ve kütle spektrumunun görüntülenme şekline bağlı olarak farklı fiziksel büyüklükleri ifade edebilir.
Madde miktarı, kimya alanında içindeki ayrı atomik ölçekli parçacıkların sayısının Avogadro sabiti NA'ya bölümü olarak tanımlanmaktadır. Özetle atomik görüşte, madde miktarı, maddeyi oluşturan parçacıkların sayısıdır. Parçacıklar veya maddeler, bağlama bağlı olarak moleküller, atomik, iyonik, elektron veya başka bir yapıda bulunabilmektedirler. Avogadro sabiti NA'nın değeri 6.02214076×1023 mol−1 olarak tanımlanmaktadır. Gerçek atomik görünümde, maddenin 1 molü, 6.02214076×1023 adet (Avogadro sayısı kadar) parçacık içermektedir. Madde miktarı, kimyasal miktar olarak da adlandırılmaktadır.
Kimyada, bir kimyasal bileşiğin mol kütlesi, bu bileşiğin bir numunesinin kütlesi olarak tanımlanır ve bu numunedeki madde miktarına bölünerek mol cinsinden ölçülür. Mol kütlesi, bir maddenin moleküler olmayan bir özelliğidir. Mol kütlesi, izotopların varlığına bağlı olarak genellikle kütle olarak değişen bileşiğin birçok örneğinin ortalamasıdır. En yaygın olarak, mol kütlesi atom ağırlığından hesaplanır ve bu nedenle bir ortalama ve Dünya'daki elementlerin atomlarının izotoplarının oransal bolluğunun bir işlevidir.
Monoizotopik kütle (Mmi), kütle spektrometrisinde kullanılan çeşitli moleküler kütle türlerinden biridir. Bir molekülün teorik monoizotopik kütlesi, moleküldeki her bir atomun doğal olarak en bol bulunan kararlı izotopunun doğru kütlelerinin toplamı alınarak hesaplanır. Düşük atom numaralı elementlerden oluşan küçük moleküller için monoizotopik kütle, kütle spektrumunda izotopik olarak saf bir tepe noktası olarak gözlemlenebilir.
