The Basics of Chemistry (Basics of the Hard Sciences)

Cover......Page 1
Half Title......Page 2
Title......Page 4
Copyright......Page 5
Dedication......Page 6
Contents......Page 8
Preface......Page 14
Acknowledgments......Page 16
Introduction......Page 18
The Scientific Enterprise......Page 19
What Is Chemistry?......Page 20
Divisions of Chemistry......Page 21
Early History......Page 24
Greek Science......Page 26
Alchemy......Page 28
Chemistry in the Middle Ages......Page 30
The Beginnings of Modern Chemistry......Page 34
The Phlogiston Theory......Page 36
Pneumatic Chemistry......Page 37
Lavoisier......Page 42
The Law of Definite 
Proportions......Page 48
Dalton and the Birth of the Atomic Theory......Page 50
Gay-Lussac and Avogadro’s Hypothesis......Page 51
The Divisible Atom......Page 52
Atomic Structure......Page 55
Quantum Mechanics......Page 57
A Modern View of the Atom......Page 61
Ions......Page 62
Summary......Page 63
Mixtures, Compounds, and Molecules......Page 66
Naming Elements......Page 67
Naming Compounds......Page 68
Chemical Reactions......Page 71
Types of Reactions......Page 72
From Molecules to Moles......Page 73
Discovery of the Elements......Page 78
The Main Group Elements......Page 81
Periodic Problems......Page 84
Summary......Page 86
Introduction and History......Page 88
Dot Formulas, the Octet Rule, and Ionic Bonds......Page 91
Electronegativity and the Polar Covalent Bond......Page 93
Polar Molecules and 
Hydrogen Bonds......Page 95
Bond Energies......Page 96
Bonding and Molecular Geometry......Page 97
Modern Bonding Theory......Page 99
Introduction......Page 102
Intermolecular Forces......Page 103
Crystalline Solids......Page 107
Amorphous Solids......Page 109
Liquids......Page 110
Material Science......Page 112
Pressure......Page 116
The Gas Laws......Page 119
The Ideal Gas Law......Page 123
Partial Pressure and Vapor Pressure......Page 124
Applications of the Gas Laws......Page 126
Energy and Phase Changes......Page 130
Heating Curves......Page 132
Calorimetry......Page 135
Heat of Reaction......Page 137
Applications of Heat of Reactions......Page 139
Introduction......Page 142
The Solution Process......Page 143
Electrolytes......Page 145
Concentration of Solutions......Page 146
Solubility of Gases......Page 147
Colligative Properties......Page 148
Reactions of Solutions......Page 151
Colloids and Suspensions......Page 153
Reaction Rates......Page 156
The Collision Theory......Page 157
Factors Affecting Reaction Rates......Page 159
Reaction Mechanisms and Catalysis......Page 161
Chemical Equilibrium......Page 164
Le Châtelier’s Principle......Page 166
The Equilibrium Constant......Page 168
Ammonia and the Haber Process......Page 169
Introduction and History......Page 172
Chemical Definitions of Acids and Bases......Page 173
Strengths of Acids and Bases......Page 176
Acid Concentration......Page 177
pH and pOH......Page 178
Neutralization Reactions......Page 180
Buffers......Page 183
Summary......Page 186
History......Page 188
Oxidation and Reduction......Page 193
Oxidation Numbers......Page 194
Electrochemical Cells......Page 196
Electrolysis......Page 201
Batteries......Page 202
Corrosion......Page 206
Electroplating......Page 207
Commercial Applications and Electrorefining......Page 208
Summary......Page 210
Introduction and History......Page 212
Organic Compounds......Page 215
Aliphatic Hydrocarbons......Page 216
Aromatic Hydrocarbons— Benzene......Page 222
Functional Groups and Organic Families......Page 224
Organic Products......Page 236
Summary......Page 237
Carbohydrates......Page 238
Lipids......Page 243
Proteins......Page 246
Nucleic Acids......Page 250
Biotechnology......Page 253
Nuclear Stability and Radioactivity......Page 258
Radioactive Decay and Nuclear Reactions......Page 260
Half-Life and Radiometric Dating......Page 261
Nuclear Binding Energy— Fission and Fusion......Page 263
Fusion and Stellar Evolution......Page 268
Nuclear Medicine......Page 271
Radiation Units and Detection......Page 272
Biological Effects of Radiation......Page 274
Summary......Page 276
Introduction......Page 278
Stratospheric Ozone 
Depletion......Page 279
Acid Rain......Page 283
The Greenhouse Effect......Page 287
Water Quality......Page 290
Air Pollution......Page 295
Pesticides......Page 298
Summary......Page 304
Introduction......Page 306
Acids and Alkalis......Page 307
Explosives......Page 309
Synthetic Dyes......Page 310
Synthetic Fibers and Plastics......Page 314
Synthetic Rubber......Page 316
Petrochemicals......Page 318
Industry Histories......Page 319
Summary......Page 324
The Scientific Method......Page 326
Chemistry Experimentation......Page 329
Chemical Activities......Page 330
Chemist’s Job Description and Training......Page 344
Careers in Chemistry......Page 347
Professional Development and the American Chemical Society......Page 349
Glossary......Page 352
Brief Timeline of Chemistry......Page 368
Nobel Laureates in Chemistry......Page 372
Table of the Elements......Page 378
Selected Bibliography......Page 380
Author Index......Page 382
Subject Index......Page 386