化学是一门基础科学。化学研究物质。物质是世界的构成。我们周围都是物质。空气是物质。水是物质。食物是物质。衣服也是物质。化学探索这些物质的组成。化学探索这些物质的变化。化学连接微观与宏观。原子分子是微观世界。我们看到的物体是宏观世界。化学解释宏观性质如何从微观来。

物质有两种分类。物质有纯净物。物质有混合物。纯净物只有一种成分。混合物有多种成分混合。纯净物又分两类。单质是一种原子。化合物是多种原子化合。氧气的分子是两个氧原子。氧气是单质。水的分子是两个氢原子一个氧原子。水是化合物。混合物的例子很多。空气是混合物。空气里有氧气氮气等。盐水是混合物。盐水里有水有盐。

原子是化学的基础。原子非常小。原子由原子核和电子构成。原子核在中心。电子在周围运动。原子核带正电。电子带负电。原子核里有质子中子。质子数决定元素种类。氢原子有一个质子。氧原子有八个质子。电子数通常等于质子数。原子整体是电中性的。

元素周期表是化学的地图。元素按质子数排列。横排叫做周期。纵列叫做族。同族元素性质相似。第一族是碱金属。它们很活泼。它们遇水剧烈反应。第十七族是卤素。它们也很活泼。它们容易形成盐。周期表有规律。从左到右金属性减弱。从上到下金属性增强。周期表预测元素性质。周期表是化学家的工具。

分子由原子构成。原子靠化学键结合。化学键像胶水。化学键把原子粘在一起。主要有两种键。离子键是一种。离子键是电子转移。金属原子失去电子。非金属原子得到电子。它们成为离子。正负离子相互吸引。氯化钠是例子。钠原子给氯原子一个电子。钠变成正离子。氯变成负离子。它们结合成食盐。

共价键是另一种。共价键是电子共享。原子共用电子对。水分子是例子。氧原子和氢原子共享电子。一个氧原子共享两对电子。两个氢原子各共享一对。分子形成特定形状。水的形状是V形。分子形状影响性质。

物质有三种常见状态。固体有固定形状。固体有固定体积。液体有固定体积。液体没有固定形状。液体随容器形状改变。气体没有固定形状。气体没有固定体积。气体充满整个容器。状态可以改变。固体加热变成液体。这是熔化。液体加热变成气体。这是沸腾。气体冷却变成液体。这是凝结。液体冷却变成固体。这是凝固。这些是物理变化。物质本身没有变。水结冰还是水分子。

化学变化完全不同。化学变化产生新物质。铁生锈是化学变化。铁变成氧化铁。氧化铁是新物质。木头燃烧是化学变化。木头变成二氧化碳和水。还有灰烬。这些是新物质。化学变化伴随能量变化。燃烧放出热和光。光合作用吸收太阳光。

化学反应有方程式。方程式描述变化。左边是反应物。右边是生成物。箭头表示变化方向。方程式必须配平。原子数不能创造不能消灭。铁和氧气反应生成氧化铁。方程式写为：四铁加三氧气生成两个氧化铁。原子数左右相等。四个铁原子左边四个铁原子右边。六个氧原子左边六个氧原子右边。

化学反应有不同类型。化合反应是两种物质变成一种。铁和硫加热生成硫化铁。分解反应是一种物质变成多种。水通电生成氢气和氧气。置换反应是一种元素替换另一种。铁放入硫酸铜溶液。铁替换铜。生成硫酸亚铁和铜。复分解反应是两种化合物交换成分。硝酸银溶液加氯化钠溶液。生成氯化银沉淀和硝酸钠。

化学反应需要条件。有些反应需要加热。有些反应需要光照。有些反应需要催化剂。催化剂加快反应速度。催化剂本身不变化。汽车尾气处理用催化剂。催化剂使有害气体更快变无害。

化学中有重要的概念。摩尔是物质的量的单位。一摩尔粒子数量很大。这个数量是固定的。这个数量是阿伏伽德罗常数。常数约等于六点零二乘十的二十三次方。一摩尔碳十二克。一摩尔水十八克。摩尔联系微观和宏观。我们称量宏观物质。我们计算微观粒子数。

溶液是常见体系。溶液被溶解的物质是溶质。溶解溶质的物质是溶剂。糖水是溶液。糖是溶质。水是溶剂。浓度表示溶液组成。质量分数是常用浓度。质量分数是溶质质量除以溶液总质量。百分之五的盐水表示一百克溶液里有五克盐。物质的量浓度更常用。单位是摩尔每升。一摩尔每升的盐酸表示一升溶液里有一摩尔氯化氢。

酸碱是重要物质。酸有酸味。酸使蓝色石蕊试纸变红。常见的酸有硫酸盐酸醋酸。碱有滑腻感。碱使红色石蕊试纸变蓝。常见的碱有氢氧化钠氢氧化钙。酸碱反应生成盐和水。这叫中和反应。胃酸过多吃小苏打片。这是中和反应。酸碱强度用pH值表示。pH值七是中性。小于七是酸性。数字越小酸性越强。大于七是碱性。数字越大碱性越强。

化学与生活紧密相关。我们呼吸是化学反应。氧气进入身体。氧气与葡萄糖反应。反应产生能量。能量维持生命。反应产生二氧化碳和水。我们呼出二氧化碳。食物消化是化学反应。大分子分解成小分子。小分子被身体吸收。

烹饪充满化学。面包发酵是化学变化。酵母产生二氧化碳。二氧化碳气体使面团膨胀。烤肉发生美拉德反应。氨基酸和糖类反应。反应产生香味和褐色。这些是化学变化。

清洁用品依靠化学。肥皂去油是化学过程。肥皂分子一头亲水一头亲油。亲油端抓住油污。亲水端连接水。水冲走油污。漂白剂氧化有色物质。有色物质变成无色。这是氧化还原反应。

材料化学改变世界。塑料是高分子化合物。石油加工得到小分子。小分子聚合成长链。长链就是塑料。塑料轻便耐用。金属合金改善性能。铁加碳得到钢。钢更硬更强。硅提纯得到半导体。半导体是现代电子基础。电脑手机都离不开它。

药品是化学的礼物。阿司匹林缓解疼痛。化学家合成这个分子。分子在身体里起作用。它抑制某些物质的产生。这些物质导致疼痛发烧。抗生素杀死细菌。青霉素发现拯救无数生命。化学合成各种药物。药物对抗疾病。

化学也带来问题。工厂排放污染空气。汽车尾气污染空气。化学废弃物污染土壤和水。塑料垃圾难以分解。这些问题需要解决。绿色化学是方向。绿色化学减少污染。绿色化学设计安全化学品。绿色化学使用可再生原料。化学家研究更环保的过程。

化学是不断发展的科学。人们最早认识火。火是化学变化。炼金术士寻找点金石。他们做了许多实验。他们发现一些物质。近代化学确立。拉瓦锡发现质量守恒。道尔顿提出原子论。门捷列夫编制周期表。现代化学进入微观。量子力学解释化学键。今天化学有很多分支。有机化学研究碳化合物。无机化学研究其他元素。分析化学鉴定物质成分。物理化学研究化学原理。生物化学研究生命过程。

学习化学需要实验。实验观察现象。实验验证理论。试管烧杯是工具。加热混合是操作。安全非常重要。有些药品有毒。有些反应剧烈。遵守安全规则。佩戴护目镜。实验室通风良好。

化学是理解世界的钥匙。物质由什么构成。物质如何变化。变化为什么发生。化学给出答案。化学创造新物质。化学改善我们的生活。化学是一门实用的科学。化学是一门中心的科学。化学连接物理学生物学。化学连接材料学医学。学习化学很有意义。化学导论是第一步。这一步走进化学世界。这个世界充满奇妙。这个世界充满发现。