CHEMISTRY Module 1 Fundamentals of Chemistry

Department of Energy

Fundamentals Handbook

CHEMISTRY

Module 1

Fundamentals of Chemistry

Fundamentals of Chemistry

DOE-HDBK-1015/1-93

TABLE OF CONTENTS

TABLE OF CONTENTS

LIST OF FIGURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv

LIST OF TABLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

vi

OBJECTIVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

CHARACTERISTICS OF ATOMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Characteristics of Matter

The Atom Structure . . .

Chemical Elements . . .

Molecules . . . . . . . . . .

Avogadro¡¯s Number . . .

The Mole . . . . . . . . . .

Mole of Molecules . . . .

Summary . . . . . . . . . .

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. 1

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. 10

. 11

THE PERIODIC TABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Periodic Table . . . . . . . . . . .

Classes of the Periodic Table

Group Characteristics . . . . . .

Atomic Structure of Electrons

Summary . . . . . . . . . . . . . .

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CHEMICAL BONDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Chemical Bonding . . .

Ionic Bonds . . . . . . .

Covalent Bonds . . . . .

Metallic Bonds . . . . .

Van der Waals Forces

Organic Chemistry . . .

Alkanes . . . . . . . . . .

Alkenes . . . . . . . . . .

Alkynes . . . . . . . . . .

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CH-01

TABLE OF CONTENTS

DOE-HDBK-1015/1-93

Fundamentals of Chemistry

TABLE OF CONTENTS (Cont.)

Aromatics . . . . . . . . . . . . . . .

Alcohols . . . . . . . . . . . . . . . .

Aldehydes . . . . . . . . . . . . . .

Basic Chemical Laws . . . . . . .

Forming Chemical Compounds

Combining Elements . . . . . . .

Summary . . . . . . . . . . . . . . .

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CHEMICAL EQUATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Le Chatelier¡¯s Principle . . . . .

Density . . . . . . . . . . . . . . . .

Molarity . . . . . . . . . . . . . . . .

Normality . . . . . . . . . . . . . . .

Parts per Million . . . . . . . . . .

Chemical Equations . . . . . . . .

Balancing Chemical Equations

Summary . . . . . . . . . . . . . . .

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ACIDS, BASES, SALTS, AND pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Acids . . . . . . . . . . .

Bases . . . . . . . . . . .

Salts . . . . . . . . . . .

pH . . . . . . . . . . . . .

pOH . . . . . . . . . . .

Dissociation Constant

Summary . . . . . . . .

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53

APPENDIX A BASIC SEPARATION THEORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-1

Introduction . . . . . . .

Isotopic Separation . .

Separation Factor . . . .

Stage Separation . . . .

Barrier Measurements

Cascade Theory . . . . .

Circuit Balance . . . . .

CH-01

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. A-7

Rev. 0

Fundamentals of Chemistry

DOE-HDBK-1015/1-93

TABLE OF CONTENTS

TABLE OF CONTENTS (Cont.)

CONVERTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Converters . . . . . . . .

Converter Construction

The Gas Cooler . . . . .

Barrier Tubing . . . . .

Process Gas Flow . . .

Diffusion . . . . . . . . .

Rev. 0

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