Die Grundlagenchemie beschäftigt sich mit den elementarsten Begriffen der Chemie. Um die Prozesse der Chemie sowie viele Prozesse innerhalb der Biologie zu verstehen, müssen diese grundlegenden Konzepte erlernt und verstanden werden.
Die elementaren Konzepte der Grundlagenchemie bestehen aus:
- Chemische Elemente
- Atome & Atomstrukturen
- Protonen, Neutronen, Elektronen und Isotope
- Atomorbitale & Energieniveaus
- Moleküle und Verbindungen
- Chemische Bindungen
Eine ausführlichere Erklärung dieser Konzepte finden Sie, wenn Sie nach einer Einführung in die Chemie suchen, aber hier sind einige davon kurz skizziert.
Chemische Elemente sind Stoffe, die nicht in nachfolgende, einfachere Stoffe unterteilt werden können. Bisher wurden 92 verschiedene natürliche Elemente von Chemikern identifiziert, weitere 13 wurden in Labors hergestellt.
Elemente bestehen aus Atomen, der kleinsten Einheit der Materie, die noch die charakteristischen Eigenschaften eines Elements aufweisen kann. Jedes Atom besteht aus einem Kern, der Protonen und Neutronen enthält, und Elektronen, die sogenannte Orbitale um den Kern besetzen und eine Art Energiehülle um den Kern bilden.
Moleküle werden von zwei oder mehr Atomen derselben Art gebildet, während Verbindungen durch die Verknüpfung unterschiedlicher Atome gebildet werden. Sowohl Moleküle als auch Verbindungen zeigen Eigenschaften, die in den ursprünglichen Elementen, aus denen sie gebildet wurden, nicht gefunden werden.
Chemische Bindungen entstehen, wenn die Kerne zweier Atome die Elektronen des anderen anziehen. Mit der Zeit beginnen sich die beiden Elektronenorbitale oder Wolken zu überlappen und bilden ein einzelnes Molekülorbital. Dies fungiert als Bindung zwischen den Atomen.
Jedes Atom kann so viele Bindungen eingehen, wie es ungepaarte Elektronen in seinem äußeren Orbital gibt. Da Moleküle gebunden und Elektronen gepaart werden, werden sie stabiler als einzelne Atome. Das Molekül H2 zum Beispiel ist stabiler als zwei H- oder Wasserstoffatome.