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
. 1
. 2
. 3
. 7
. 8
. 9
. 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 . . . . . . . . . .
Rev. 0
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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-1
A-1
. A-2
A-2
. A-5
A-6
. 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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